JP5878429B2 - Magnesium fluoride particles, method for producing magnesium fluoride particles, magnesium fluoride particle dispersion, method for producing magnesium fluoride particle dispersion, composition for forming low refractive index layer, method for producing composition for forming low refractive index layer , Substrate with low refractive index layer and method for producing substrate with low refractive index layer - Google Patents
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Description
本発明は、フッ化マグネシウム粒子、フッ化マグネシウム粒子の製造方法、フッ化マグネシウム粒子分散液、フッ化マグネシウム粒子分散液の製造方法、低屈折率層形成用組成物、低屈折率層形成用組成物の製造方法、低屈折率層付基材及び低屈折率層付基材の製造方法に関する。 The present invention relates to magnesium fluoride particles, a method for producing magnesium fluoride particles, a magnesium fluoride particle dispersion, a method for producing a magnesium fluoride particle dispersion, a composition for forming a low refractive index layer, and a composition for forming a low refractive index layer. The present invention relates to a manufacturing method of a product, a substrate with a low refractive index layer, and a method of manufacturing a substrate with a low refractive index layer.
ディスプレイ市場は、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイパネル(PDP)等のフラットパネルディスプレイの進展により拡大しており、ディスプレイの高精細、高階調、高コントラストを目的とした高性能化の開発が行われている。高性能化の開発に伴い、ディスプレイ表面への反射防止層の適用が普及しつつある。反射防止層は、高屈折率層と低屈折率層とを含み、高屈折率層および低屈折率層の各々の物質表面で反射した光の位相差を利用することにより、ディスプレイ表面の外光反射を防止する。 The display market is expanding with the development of flat panel displays such as liquid crystal displays (LCDs) and plasma display panels (PDPs), and the development of high-performance displays aimed at high-definition, high-gradation and high-contrast displays is underway. It has been broken. With the development of higher performance, the application of an antireflection layer to the display surface is becoming widespread. The antireflection layer includes a high refractive index layer and a low refractive index layer, and utilizes the phase difference of light reflected on the surface of each material of the high refractive index layer and the low refractive index layer, thereby allowing external light on the display surface. Prevent reflection.
低屈折率層の形成方法は、気相法とコーティング法とに大別される。特にコーティング法は、原料の利用効率が良く、大量生産や設備コスト面で気相法より優れている。このため、現在では、低屈折率層の形成のために、生産性のよいコーティング法が用いられている。 The formation method of the low refractive index layer is roughly divided into a vapor phase method and a coating method. In particular, the coating method has good utilization efficiency of raw materials, and is superior to the vapor phase method in terms of mass production and equipment cost. Therefore, at present, a highly productive coating method is used for forming the low refractive index layer.
特に低屈折層コーティング剤のマイクロフィラーとしてフッ化マグネシウムゾル及びフッ化マグネシウム微粉末が有効であることが知られている(特許文献1、特許文献2)。また、低屈折率層を形成する方法として、低屈折率層を構成する塗膜の内部に、屈折率が1であり、大きさが可視光線の波長以下である気泡を含有させることによって、塗膜全体の屈折率を低下させる方法が知られている。たとえば、中空シリカ等の中空微粒子を塗膜の内部に含有させる方法である(特許文献3、特許文献4)。 In particular, it is known that magnesium fluoride sol and magnesium fluoride fine powder are effective as a microfiller for a low refractive layer coating agent (Patent Document 1, Patent Document 2). Further, as a method of forming the low refractive index layer, the coating film constituting the low refractive index layer is coated by including bubbles having a refractive index of 1 and a size equal to or less than the wavelength of visible light. A method for reducing the refractive index of the entire film is known. For example, hollow fine particles such as hollow silica are contained in the coating film (Patent Documents 3 and 4).
特許文献1や特許文献2において、透明性を得るためにフッ化マグネシウムの分散性を向上させる必要があり、一次粒子径を小さくすると生産性が低くなる。特許文献3や特許文献4において、中空シリカ粒子を用いることで硬い塗膜を形成可能としているが、機械強度や耐擦傷性が劣る。 In Patent Document 1 and Patent Document 2, it is necessary to improve the dispersibility of magnesium fluoride in order to obtain transparency. If the primary particle diameter is reduced, productivity is lowered. In Patent Document 3 and Patent Document 4, it is possible to form a hard coating film by using hollow silica particles, but mechanical strength and scratch resistance are inferior.
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、低屈折率で造膜性に優れたフッ化マグネシウム粒子、フッ化マグネシウム粒子の製造方法、フッ化マグネシウム粒子分散液、フッ化マグネシウム粒子分散液の製造方法、低屈折率層形成用組成物、低屈折率層形成用組成物の製造方法、低屈折率層付基材及び低屈折率層付基材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a low refractive index and excellent film forming properties, magnesium fluoride particles, a method for producing magnesium fluoride particles, a magnesium fluoride particle dispersion, and a magnesium fluoride particle dispersion. It is an object of the present invention to provide a production method of the present invention, a composition for forming a low refractive index layer, a method for producing a composition for forming a low refractive index layer, a substrate with a low refractive index layer, and a method for producing a substrate with a low refractive index layer. To do.
上記目的を達成するために、本発明によるフッ化マグネシウム粒子は、少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子を含むフッ化マグネシウム粒子であって、前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子の各々は、被担持体を担持する細孔を有する。 In order to achieve the above object, the magnesium fluoride particles according to the present invention are magnesium fluoride particles containing at least one magnesium fluoride fine particle, and each of the at least one magnesium fluoride fine particle comprises a supported body. It has pores to carry.
前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子は、複数の微粒子であり、前記複数の微粒子のうち互いに隣接する微粒子の間には、前記被担持体を担持する隙間である粒界空隙状細孔が存在し得る。 The at least one magnesium fluoride fine particle is a plurality of fine particles, and between the fine particles adjacent to each other among the plurality of fine particles, there are intergranular void-like pores that are gaps for supporting the supported member. obtain.
前記細孔は前記被担持体を担持しており、前記被担持体は、前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子の生成過程で用いられた物質であり得る。 The pores carry the supported body, and the supported body may be a substance used in the process of generating the at least one magnesium fluoride fine particle.
前記細孔は前記被担持体を担持しており、前記被担持体は、前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子よりも低屈折率を有し得る。 The pores carry the supported body, and the supported body may have a lower refractive index than the at least one magnesium fluoride fine particle.
前記被担持体は、不活性ガスを含む気体または有機溶液を含む液体のうちの少なくとも1つであり得る。 The support may be at least one of a gas containing an inert gas or a liquid containing an organic solution.
前記細孔は、前記フッ化マグネシウム微粒子の表面に開口した状態で存在する微粒子内開細孔と、前記フッ化マグネシウム微粒子の内部に前記フッ化マグネシウム微粒子の表面からは閉塞した状態で存在する微粒子内閉細孔とのうちの少なくとも一方であり得る。 The fine pores are fine pores that are open in the state of being opened on the surface of the magnesium fluoride fine particles, and fine particles that are in the state of being blocked from the surface of the magnesium fluoride fine particles inside the magnesium fluoride fine particles. It may be at least one of an inner closed pore.
前記粒界空隙状細孔は、開口した状態で存在する粒界空隙状開細孔と、閉塞した状態で存在する粒界空隙状閉細孔とのうちの少なくとも一方であり得る。 The grain boundary void-like pore may be at least one of a grain boundary void-like open pore that exists in an open state and a grain boundary void-like closed pore that exists in a closed state.
前記フッ化マグネシウム微粒子の平均粒子径が1nm〜100nmであり得る。 The magnesium fluoride fine particles may have an average particle size of 1 nm to 100 nm.
前記フッ化マグネシウム微粒子の平均粒子径が1nm〜50nmであり得る。 The magnesium fluoride fine particles may have an average particle size of 1 nm to 50 nm.
前記フッ化マグネシウム微粒子の屈折率が1.20以上1.40以下の範囲にあることがあり得る。 The magnesium fluoride fine particles may have a refractive index in the range of 1.20 to 1.40.
前記フッ化マグネシウム微粒子のBET法による比表面積が150m2/g以上300m2/g以下の範囲にあり得る。 The specific surface area of the magnesium fluoride fine particles by BET method may be in the range of 150 m 2 / g to 300 m 2 / g.
上記目的を達成するために、本発明によるフッ化マグネシウム粒子分散液は、上記に記載のフッ化マグネシウム粒子と、前記フッ化マグネシウム粒子を分散する分散媒とを含む。 In order to achieve the above object, a magnesium fluoride particle dispersion according to the present invention includes the magnesium fluoride particles described above and a dispersion medium in which the magnesium fluoride particles are dispersed.
前記分散媒は、前記フッ化マグネシウム粒子の分散を促進する分散剤を含み得る。 The dispersion medium may include a dispersant that promotes dispersion of the magnesium fluoride particles.
上記目的を達成するために、本発明による低屈折率層形成用組成物は、上記に記載のフッ化マグネシウム粒子と、前記フッ化マグネシウム粒子を分散する層形成材とを含む。 In order to achieve the above object, a composition for forming a low refractive index layer according to the present invention comprises the magnesium fluoride particles described above and a layer forming material in which the magnesium fluoride particles are dispersed.
上記目的を達成するために、本発明による低屈折率層付基材は、樹脂基板と、前記樹脂基板の上に形成されたハードコート層と、前記ハードコート層の上に形成された低屈折率層とを含む低屈折率層付基材であって、前記低屈折率層は、上記に記載の低屈折率層形成用組成物から構成されている。 In order to achieve the above object, a base material with a low refractive index layer according to the present invention includes a resin substrate, a hard coat layer formed on the resin substrate, and a low refractive index formed on the hard coat layer. It is a base material with a low refractive index layer containing a refractive index layer, Comprising: The said low refractive index layer is comprised from the composition for low refractive index layer formation as described above.
上記目的を達成するために、本発明によるフッ化マグネシウム粒子の製造方法は、少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子を含むフッ化マグネシウム粒子を製造するフッ化マグネシウム粒子の製造方法であって、ケイフッ化マグネシウム結晶を用意する用意工程と、前記ケイフッ化マグネシウム結晶を熱処理することによって前記ケイフッ化マグネシウム結晶からガスを排出し、被担持体を担持する細孔を有するフッ化マグネシウム結晶を生成する結晶生成工程と、前記フッ化マグネシウム結晶から前記細孔を有するフッ化マグネシウム微粒子を生成する微粒子生成工程とを包含する。 In order to achieve the above object, a method for producing magnesium fluoride particles according to the present invention is a method for producing magnesium fluoride particles for producing magnesium fluoride particles containing at least one magnesium fluoride fine particle, wherein A preparation step of preparing a crystal, and a crystal generation step of generating a magnesium fluoride crystal having pores for supporting a supported body by discharging gas from the magnesium silicofluoride crystal by heat-treating the magnesium silicofluoride crystal. And a fine particle production step of producing the fine magnesium fluoride particles having the pores from the magnesium fluoride crystal.
前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子は、複数の微粒子であり、前記結晶生成工程は、前記複数の微粒子のうち互いに隣接する微粒子の間に粒界空隙状細孔が形成されるように、前記互いに隣接する微粒子を凝集する凝集工程を包含し、前記粒界空隙状細孔は、前記被担持体を担持する隙間であり得る。 The at least one magnesium fluoride fine particle is a plurality of fine particles, and the crystal generation step is performed such that the interstitial voids are formed between the adjacent fine particles among the plurality of fine particles. It includes an agglomeration step of aggregating adjacent fine particles, and the intergranular void-like pores may be gaps that carry the support.
前記結晶生成工程は、前記フッ化マグネシウム微粒子の表面に開口した状態で存在する微粒子内開細孔を形成する工程と、前記フッ化マグネシウム微粒子の内部に前記フッ化マグネシウム微粒子の表面からは閉塞した状態で存在する微粒子内閉細孔を形成する工程とのうちの少なくとも一方を包含し得る。 The crystal generation step includes a step of forming open pores in the fine particles existing in an open state on the surface of the magnesium fluoride fine particles, and a blockage from the surface of the magnesium fluoride fine particles inside the magnesium fluoride fine particles. At least one of the steps of forming closed pores in the fine particles existing in a state.
前記凝集工程は、開口した状態で存在する粒界空隙状開細孔を形成する工程と、閉塞した状態で存在する粒界空隙状閉細孔を形成する工程とのうちの少なくとも一方を包含し得る。 The agglomeration step includes at least one of a step of forming intergranular void-like open pores that exist in an open state and a step of forming intergranular void-like closed pores that exist in a closed state. obtain.
前記用意工程は、マグネシウム塩とケイフッ化物イオンを含有する溶液との混合液からケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーを生成する工程と、前記ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーからケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを生成する工程と、前記ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストからケイフッ化マグネシウム粒子を生成する工程と、前記ケイフッ化マグネシウム粒子を粉砕し、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する工程と、前記ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーから前記ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する工程とを包含し得る。 The preparation step includes generating a magnesium silicofluoride particle aggregate slurry from a mixed solution of a magnesium salt and a solution containing silicofluoride ions, and generating a magnesium fluorosilicate particle paste from the magnesium silicofluoride particle aggregate slurry. A step of generating magnesium silicofluoride particles from the magnesium silicofluoride particle paste, a step of pulverizing the magnesium silicofluoride particles to generate a slurry of magnesium silicofluoride particles, and a slurry of the magnesium silicofluoride particles Forming the magnesium silicofluoride crystal from.
上記目的を達成するために、本発明によるフッ化マグネシウム粒子分散液の製造方法は、上記に記載のフッ化マグネシウム粒子を用意する工程と、前記フッ化マグネシウム粒子を分散媒に分散する分散工程とを包含する。 In order to achieve the above object, a method for producing a magnesium fluoride particle dispersion according to the present invention includes a step of preparing the magnesium fluoride particles described above, and a dispersion step of dispersing the magnesium fluoride particles in a dispersion medium. Is included.
前記分散媒は、前記フッ化マグネシウム粒子の分散を促進する分散剤を含み得る。 The dispersion medium may include a dispersant that promotes dispersion of the magnesium fluoride particles.
上記目的を達成するために、本発明による低屈折率層形成用組成物の製造方法は、上記に記載のフッ化マグネシウム粒子を用意する工程と、前記フッ化マグネシウム粒子を層形成材に分散する分散工程とを包含する。 In order to achieve the above object, a method for producing a composition for forming a low refractive index layer according to the present invention comprises the steps of preparing the magnesium fluoride particles described above, and dispersing the magnesium fluoride particles in a layer forming material. A dispersion step.
上記目的を達成するために、本発明による低屈折率層付基材の製造方法は、樹脂基板を用意する工程と、前記樹脂基板の上にハードコート層を形成する工程と、前記ハードコート層の上に低屈折率層を形成する工程とを包含する、低屈折率層付基材の製造方法であって、前記低屈折率層は、上記に記載の低屈折率層形成用組成物から構成されている。 In order to achieve the above object, a method for producing a substrate with a low refractive index layer according to the present invention includes a step of preparing a resin substrate, a step of forming a hard coat layer on the resin substrate, and the hard coat layer. Forming a low refractive index layer on the substrate, wherein the low refractive index layer is formed from the composition for forming a low refractive index layer described above. It is configured.
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るフッ化マグネシウム粒子、フッ化マグネシウム粒子の製造方法、フッ化マグネシウム粒子分散液、フッ化マグネシウム粒子分散液の製造方法、低屈折率層形成用組成物、低屈折率層形成用組成物の製造方法、低屈折率層付基材及び低屈折率層付基材の製造方法を説明する。 Hereinafter, magnesium fluoride particles, a method for producing magnesium fluoride particles, a magnesium fluoride particle dispersion, a method for producing a magnesium fluoride particle dispersion, and a low refractive index layer forming method according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings A composition, a method for producing a composition for forming a low refractive index layer, a substrate with a low refractive index layer, and a method for producing a substrate with a low refractive index layer will be described.
[フッ化マグネシウム粒子]
図1は、本発明の実施形態に係るフッ化マグネシウム粒子100の模式図を示す。フッ化マグネシウム粒子100は、少なくとも1つの微粒子110を含む。微粒子110はフッ化マグネシウム微粒子である。微粒子110は凹凸120を有する。微粒子110の凹凸120は、微粒子110の表面に複数存在する。微粒子110は被担持体を担持する細孔130を複数有し、微粒子110は空孔構造である。
[Magnesium fluoride particles]
FIG. 1 shows a schematic diagram of
細孔130は、微粒子110の表面に開口した状態で存在し得る。さらに、細孔130は、微粒子110の内部に微粒子110の表面からは閉塞した状態でも存在し得る。フッ化マグネシウム粒子100が複数の微粒子110を含む場合、複数の微粒子110のうち互いに隣接する微粒子の間に被担持体を担持する隙間を有し、これが細孔をなす。フッ化マグネシウム粒子100の比表面積は大きい方が好ましく、細孔130の数は多い方が好ましい。
The
細孔130が担持する被担持体は、微粒子110の生成過程で用いられた物質である。例えば、被担持体は、ガス(例えば不活性ガス等の雰囲気ガスや空気)を含む気体や有機溶液を含む液体のうちの少なくとも1種であり、1種が単独で細孔130に担持されたり、2種以上が混合して細孔130に担持されたりし得る。例えば、被担持体は微粒子110よりも低屈折率を有し得る。
The support to be carried by the
フッ化マグネシウム粒子100の平均粒子径は、1nm以上100nm以下の範囲にあり、好ましくは1nm以上50nm以下の範囲にあり、より好ましくは1nm以上30nm以下の範囲にある。フッ化マグネシウム粒子100の平均粒子径が1nm以上50nm以下であれば、フッ化マグネシウム粒子100は低屈折率層形成用成分に分散し易くなり、低屈折率層(層厚50nm〜300nm)または低屈折率層付基材を形成するうえで好適である。平均粒子径が1nm以上の場合は、低屈折効果も損なわれず、さらに分散も安定的である。なお、平均粒子径は、サンプル粒子全体の50体積パーセントが平均粒子径以下の粒子からなることで定義される粒子径である(d50)。
The average particle diameter of the
フッ化マグネシウム粒子100の比表面積は、150m2/g〜300m2/gの範囲にある。比表面積が150m2/g〜300m2/gの範囲にあると、被膜形成能が良好である点で好ましい。比表面積が150m2/g以上の場合は、細孔を有さない微粒子がフッ化マグネシウム粒子100に含まれることが少なくなる。また、比表面積が300m2/g以下の場合は、フッ化マグネシウム粒子100の機械的強度を一定以上に保つことが可能になる。
The specific surface area of the
フッ化マグネシウム粒子100の屈折率は、1.20以上1.40以下の範囲にあり、好ましくは1.20以上1.36以下の範囲にある。フッ化マグネシウム粒子100の屈折率が1.20以上1.40以下の範囲にあると、被膜の反射率が小さくなり好ましい。特にフッ化マグネシウム粒子100の屈折率が1.20以上であればフッ化マグネシウム粒子100の強度を保つことができる。また、フッ化マグネシウム粒子100の屈折率が1.40以下であれば、フッ化マグネシウム粒子100を含む低屈折率層や、低屈折率層を含む基材の反射防止効果を充分に得ることができる。
The refractive index of the
フッ化マグネシウムの屈折率は、通常1.37以上1.42以下の範囲にあり、フッ化マグネシウム粒子100の屈折率の方が小さい。この傾向に基づけば、フッ化マグネシウム粒子100の構造は空孔構造であり、フッ化マグネシウム粒子100は細孔130を有することがわかる。なお、フッ化マグネシウム粒子100の屈折率は、細孔130の形状や、細孔130内に存在する物質(即ち溶媒や気体)により制御し得る。細孔130に担持された被担持体の屈折率が微粒子110の屈折率よりも低い場合、フッ化マグネシウム粒子100の屈折率は、微粒子110の屈折率よりも低くなる。
The refractive index of magnesium fluoride is usually in the range of 1.37 to 1.42, and the refractive index of the
なお、フッ化マグネシウム粒子100を含む低屈折率層の屈折率は、本発明に係る方法とは異なる他の方法で製造したフッ化マグネシウム微粒子を含む低屈折率層の屈折率より小さい。また、フッ化マグネシウム粒子100を含む低屈折率層の屈折率は、フッ化マグネシウム微粒子ではない微粒子(例えばシリカ微粒子)を含む低屈折率層の屈折率より小さい。
The refractive index of the low refractive index layer including the
図2は、本発明の実施形態に係るフッ化マグネシウム粒子100の断面模式図を示す。図2を参照してフッ化マグネシウム粒子100が有する細孔130のバリエーションを説明する。細孔130は、微粒子内開細孔130a、微粒子内閉細孔130b、粒界空隙状開細孔130cおよび粒界空隙状閉細孔130dのうちの少なくとも1種である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
微粒子内開細孔130aは、微粒子110の表面に開口した状態で存在する細孔である。微粒子内開細孔130aが微粒子110に多数存在する場合は、微粒子110は多孔質となる。微粒子内閉細孔130bは、微粒子110の内部に微粒子110の表面からは閉塞した状態で存在する細孔である。微粒子内閉細孔130bは、微粒子110の表面部分が閉じており、微粒子110の内部に孤立している。微粒子内閉細孔130bが微粒子110に多数存在する場合は、微粒子110は部分的に中空である。
The fine particle
フッ化マグネシウム粒子100が複数の微粒子110を含む場合は、フッ化マグネシウム粒子100は、互いに隣接する微粒子110の間に、被担持体を担持する隙間を含み、隙間が粒界空隙状細孔をなす。粒界空隙状細孔には、粒界空隙状開細孔130cと粒界空隙状閉細孔130dとがある。粒界空隙状開細孔130cは、開口した状態で存在する粒界空隙状細孔である。粒界空隙状閉細孔130dは、閉塞した状態で存在する粒界空隙状細孔である。粒界空隙状閉細孔130dは、フッ化マグネシウム粒子100の表面部分が閉じており、フッ化マグネシウム粒子100の内部に孤立している。
When the
微粒子110の細孔130は、フッ化マグネシウム粒子100の製造過程で形成される。ケイフッ化マグネシウム結晶を熱分解することで、ケイフッ化マグネシウム結晶内からSiF4ガスが生成し、ケイフッ化マグネシウム結晶外に排出され、フッ化マグネシウム結晶が生成される。ガス排出によって、フッ化マグネシウム結晶に細孔が生じる。また、ガス排出時にケイフッ化マグネシウム結晶の体積が変化し、生成されたフッ化マグネシウム結晶は微細化され微粒子になると同時に微粒子は凝集を維持し、または微粒子は新たに凝集する。
The
フッ化マグネシウム微粒子は熱処理により微粒子同士が融着して、フッ化マグネシウム粒子が形成される。微粒子の融着によって形成されたフッ化マグネシウム粒子は、微粒子の凝集した粒子を含み得る。このようなフッ化マグネシウム粒子を粉砕することで、フッ化マグネシウム粒子100を得ることができる。
The magnesium fluoride fine particles are fused together by heat treatment to form magnesium fluoride particles. Magnesium fluoride particles formed by fusing fine particles can include agglomerated particles of fine particles. By pulverizing such magnesium fluoride particles, the
細孔130のうち、微粒子内開細孔130aや微粒子内閉細孔130bは、ケイフッ化マグネシウム結晶内からのSiF4ガス排出時に形成される。微粒子内開細孔130aは、ガス排出の跡でもある。微粒子内開細孔130aや微粒子内閉細孔130bには、熱処理時に使用されたガス(例えば窒素ガス等の不活性ガスや空気)が残存して担持され得る。微粒子内開細孔130aや微粒子内閉細孔130bには、フッ化マグネシウム粒子100の生成過程で用いられた液体や溶媒もまた担持され得る。
Of the
細孔130のうち、微粒子内閉細孔130bは、SiF4ガス排出時のほかに、熱処理によるフッ化マグネシウム微粒子の結晶成長時に微粒子内開細孔130aの開口部分が閉じることでも形成される。例えば、微粒子内閉細孔130bは、微粒子内開細孔130aが変形し、微粒子110の表面の開口部分が閉じることによって形成される。微粒子内閉細孔130bには、微粒子内開細孔130aの開口部分が閉じる過程で細孔内部に閉じ込められたガス(例えば窒素ガス等の雰囲気ガスや空気)が担持され得る。微粒子内閉細孔130bには、フッ化マグネシウム粒子100の生成過程で用いられた液体や溶媒もまた担持され得る。
Of the
粒界空隙状開細孔130cは、熱処理によるフッ化マグネシウム微粒子が凝集や融着する過程で形成される。粒界空隙状開細孔130cには、フッ化マグネシウム粒子100の生成過程で用いられた液体、溶媒又はガス(例えば窒素ガス等の雰囲気ガスや空気)が担持され得る。
The intergranular void-like
粒界空隙状閉細孔130dは、フッ化マグネシウム微粒子の凝集や融着の過程で粒界空隙状開細孔130cの開口部分が閉じることで形成される。粒界空隙状閉細孔130dには、フッ化マグネシウム微粒子が凝集や融着をする過程でガス(例えば窒素ガス等の雰囲気ガスや空気)が担持され得る。粒界空隙状閉細孔130dには、フッ化マグネシウム粒子100の生成過程で用いられた液体や溶媒もまた担持され得る。粒界空隙状閉細孔130dには、微粒子110の屈折率よりも低い屈折率を有する被担持体が担持され得る。
The grain boundary void closed
図3は、本発明の実施形態によるフッ化マグネシウム粒子100の透過型電子顕微鏡(TEM)画像を示す。TEM(株式会社日立製作所製、HF−2000)により、フッ化マグネシウム粒子100を倍率50万倍で写真撮影して、写真投影図を得た。
FIG. 3 shows a transmission electron microscope (TEM) image of
[フッ化マグネシウム粒子の製造方法]
図4は、本発明の実施形態によるフッ化マグネシウム粒子100の製造方法を示すフローチャートである。フッ化マグネシウム粒子100は、ステップS302〜ステップS316を実行することによって製造され得る。ステップS302〜ステップS306を実行することでケイフッ化マグネシウム粒子を生成することができる。ステップS308を実行することでケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成することができる。ステップS310を実行することでケイフッ化マグネシウム結晶を生成することができる。ステップS312を実行することでフッ化マグネシウム結晶を生成することができる。ステップS314を実行することでフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成することができる。さらに、ステップS316を実行することでフッ化マグネシウム粒子100を生成することができる。なお、本実施形態において、ステップS302〜ステップS310は、ケイフッ化マグネシウム結晶を用意する用意工程として機能する。以下、図4を参照してフッ化マグネシウム粒子100の製造方法を説明する。
[Method for producing magnesium fluoride particles]
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing
ステップS302:マグネシウム塩とケイフッ化物イオンを含む溶液とを混ぜ、ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーを生成する。混ぜる温度は50℃以上90℃以下である。 Step S302: A magnesium salt and a solution containing silicofluoride ions are mixed to produce a magnesium silicofluoride particle aggregate slurry. The mixing temperature is 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
マグネシウム塩は、例えば、塩化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、スルファミン酸マグネシウム、蟻酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムおよびシュウ酸マグネシウムのうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。ケイフッ化物イオンは、例えば、ケイフッ化物(ケイフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化セシウム、ケイフッ化水素、ケイフッ化アンモニウム、ケイフッ化第4級アンモニウムなど)から解離生成したケイフッ化物イオンのうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。 The magnesium salt is, for example, at least one of magnesium chloride, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium sulfate, magnesium acetate, magnesium sulfamate, magnesium formate, magnesium citrate, magnesium benzoate, and magnesium oxalate. A seed | species can be used independently or 2 or more types can be mixed and used. The silicofluoride ion is, for example, at least one of silicofluoride ions dissociated and produced from silicofluoride (sodium silicofluoride, potassium silicofluoride, cesium silicofluoride, hydrogen silicofluoride, ammonium silicofluoride, quaternary ammonium silicofluoride, etc.). It is a seed, and one kind can be used alone, or two or more kinds can be mixed and used.
特に限定しないが、効率良くケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーを製造するためにはケイフッ化物イオンとマグネシウム塩から解離生成したマグネシウムイオンとのモル比は化学量論比付近が好ましい。具体的には、ケイフッ化物イオン/マグネシウムイオンの値が、1.0以上2.0以下が好ましい。より好ましくはケイフッ化物イオン/マグネシウムイオンの値は1.0以上1.5以下である。 Although not particularly limited, in order to efficiently produce a magnesium silicofluoride particle aggregate slurry, the molar ratio between silicofluoride ions and magnesium ions dissociated and produced from magnesium salts is preferably near the stoichiometric ratio. Specifically, the value of silicofluoride ion / magnesium ion is preferably 1.0 or more and 2.0 or less. More preferably, the value of silicofluoride ion / magnesium ion is 1.0 or more and 1.5 or less.
マグネシウム塩とケイフッ化物イオンを含む溶液との混ぜ方としては、マグネシウム塩を予め水に溶解して生成した水溶液に、ケイフッ化物イオンを含む溶液を混ぜる方法などがある。特に限定はしないが、混ぜ方としては、ケイフッ化物イオンを含む溶液にマグネシウム塩を混ぜる方法が好ましい。マグネシウム塩にケイフッ化物イオンを含む溶液を混ぜる方法と比較した場合、得られる凝集体スラリーに含まれるケイフッ化マグネシウム粒子の大きさを均一にし易いためである。また、一気に混ぜるよりもゆっくり一定速度で混ぜる方が、凝集体スラリーに含まれるケイフッ化マグネシウム粒子の大きさを均一にし易い。 As a method of mixing the magnesium salt and the solution containing silicofluoride ions, there is a method of mixing a solution containing silicofluoride ions into an aqueous solution generated by dissolving magnesium salt in water in advance. Although not particularly limited, a method of mixing magnesium salt with a solution containing silicofluoride ions is preferable. This is because when compared with a method in which a solution containing silicofluoride ions is mixed with a magnesium salt, the size of magnesium silicofluoride particles contained in the obtained aggregate slurry is easily made uniform. In addition, it is easier to make the size of the magnesium fluorosilicate particles contained in the aggregate slurry uniform by slowly mixing at a constant speed rather than mixing all at once.
混ぜる温度は、0℃以上100℃以下であり得るが、50℃以上90℃以下が好ましい。混ぜる温度を50℃以上にすると、生成したケイフッ化マグネシウムに多く含まれる結晶水の生成を抑制できる。その結果、フッ化マグネシウム粒子100のオルガノゾルを塗料化して形成した塗膜の白化を抑制できる。混ぜる温度を90℃以下にすると、凝集体スラリーに含まれるケイフッ化マグネシウム粒子の粒子径が大きくなりすぎることを抑制できる。
The mixing temperature may be 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, but is preferably 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. When the mixing temperature is set to 50 ° C. or higher, the generation of crystal water contained in a large amount of the generated magnesium silicofluoride can be suppressed. As a result, whitening of the coating film formed by coating the organosol of the
また、混ぜる時間は、0.1時間以上1時間以下が好ましい。混ぜる時間を0.1時間以上にすると、マグネシウム塩とケイフッ化物イオンを含む溶液とが均一に混合し易くなる。また混ぜる時間を1時間以下にすると、凝集体スラリーに含まれるケイフッ化マグネシウム粒子の粒子径が大きくなりすぎることを抑制できる。またフッ化マグネシウム粒子100の生産性を良くできる。
The mixing time is preferably 0.1 hour or more and 1 hour or less. When the mixing time is 0.1 hour or more, the magnesium salt and the solution containing the silicofluoride ions are easily mixed uniformly. If the mixing time is 1 hour or less, it is possible to prevent the particle size of the magnesium fluorosilicate particles contained in the aggregate slurry from becoming too large. Further, the productivity of the
ステップS304:ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーを洗浄し、ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを生成する。 Step S304: The magnesium silicofluoride particle aggregate slurry is washed to produce a magnesium silicofluoride particle paste.
ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーの洗浄とは、ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーに含まれる未反応物および副生成物を除去することを意味する。吸引ろ過、加圧ろ過、遠心分離などによって未反応物および副生成物を除去することができるが、未反応物および副生成物を除去し得る限りは、これらに限定されない。さらに、洗浄後の廃液の伝導度は1.0mS/cm以下であることが好ましい。1.0mS/cm以下であれば、未反応物および副生成物が分散阻害を起こさないためである。また、吸引ろ過、加圧ろ過、遠心分離などにより水分を除去することで、ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーからケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを生成し得、次工程での乾燥を実行し易くなる。 Washing of the magnesium silicofluoride particle aggregate slurry means removing unreacted substances and by-products contained in the magnesium silicofluoride particle aggregate slurry. Although unreacted substances and by-products can be removed by suction filtration, pressure filtration, centrifugation, etc., the present invention is not limited to these as long as the unreacted substances and by-products can be removed. Furthermore, the conductivity of the waste liquid after washing is preferably 1.0 mS / cm or less. If it is 1.0 mS / cm or less, unreacted substances and by-products do not cause dispersion inhibition. Further, by removing moisture by suction filtration, pressure filtration, centrifugation, or the like, a magnesium silicofluoride particle paste can be generated from the magnesium silicofluoride particle aggregate slurry, and it becomes easy to perform drying in the next step.
ステップS306:ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを乾燥し、ケイフッ化マグネシウム粒子を生成する。乾燥温度は、50℃以上110℃以下である。 Step S306: The magnesium silicofluoride particle paste is dried to produce magnesium silicofluoride particles. The drying temperature is 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower.
ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストの水分をさらに除去し、粉末状のケイフッ化マグネシウム粒子を得る。ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストから水分を除去し粉末を得る方法としては、減圧乾燥やオーブンを用いた熱乾燥が挙げられる。乾燥凝集を抑制するためには、50℃以上110℃以下の不活性ガス(例えばN2ガス)雰囲気下で乾燥することが好ましい。さらに乾燥凝集を抑制するために、乾燥装置(スプレードライヤーなど)を用いてもよい。また、乾燥温度を低くするために、ケイフッ化マグネシウム粒子のペースト中に含有する水分を親水性かつ低沸点の有機溶剤(メタノール、エタノール、アセトンなど)に置換することもできる。 The moisture of the magnesium silicofluoride particle paste is further removed to obtain powdered magnesium silicofluoride particles. Examples of a method for obtaining a powder by removing moisture from the paste of magnesium silicofluoride particles include drying under reduced pressure and heat drying using an oven. In order to suppress dry aggregation, it is preferable to dry in an inert gas (for example, N 2 gas) atmosphere of 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. Furthermore, in order to suppress dry aggregation, a drying device (such as a spray dryer) may be used. Further, in order to lower the drying temperature, the water contained in the paste of magnesium silicofluoride particles can be replaced with a hydrophilic and low-boiling organic solvent (methanol, ethanol, acetone, etc.).
ステップS308:ケイフッ化マグネシウム粒子を溶液に混ぜ、ケイフッ化マグネシウム粒子を粉砕し、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。ケイフッ化マグネシウム微粒子の平均粒子径は1nm以上100nm以下である。分散機としてビーズミルを用いた。 Step S308: Magnesium silicofluoride particles are mixed with the solution, and the magnesium silicofluoride particles are pulverized to produce a slurry of magnesium silicofluoride particles. The average particle diameter of the magnesium fluorosilicate fine particles is 1 nm or more and 100 nm or less. A bead mill was used as a disperser.
溶液とは、特に、有機溶液をいい、溶液は、例えば、酸性官能基を有する分散媒または液体の有機物である。また、溶液は、有機溶液を含む分散媒であり得る。分散媒としては、通常は水と水溶性有機溶液との混合媒が使用される。水溶性有機溶液の例としては、実用上はイソプロパノールを挙げることができる。また、ケイフッ化マグネシウム粒子の分散性を助長するために、分散媒に分散剤(界面活性剤など)を適宜添加し得る。 The solution particularly refers to an organic solution, and the solution is, for example, a dispersion medium having an acidic functional group or a liquid organic substance. The solution can be a dispersion medium containing an organic solution. As the dispersion medium, a mixed medium of water and a water-soluble organic solution is usually used. As an example of the water-soluble organic solution, isopropanol can be practically used. Moreover, in order to promote the dispersibility of the magnesium fluorosilicate particles, a dispersant (such as a surfactant) can be appropriately added to the dispersion medium.
分散剤として、非イオン系やアニオン系である炭化水素系分散剤や、非イオン系やアニオン系であるフッ素系分散剤を用いることができる。分散状態の長期的安定性の点から、分散剤は、例えば、ポリエキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ソルビタンモノオレート、ポリビニルピロリドンのうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。 As the dispersant, a nonionic or anionic hydrocarbon dispersant or a nonionic or anionic fluorine dispersant can be used. From the viewpoint of long-term stability of the dispersed state, the dispersant is, for example, at least one of polyoxyethylene tridecyl ether phosphate, polyoxyethylene isodecyl ether, sorbitan monooleate, and polyvinyl pyrrolidone. A seed | species can be used independently or 2 or more types can be mixed and used.
分散媒中の固形分濃度は、通常1質量%以上15質量%以下の範囲であり、好ましくは2質量%以上10質量%以下の範囲であり、さらに好ましくは2質量%以上8質量%以下の範囲である。分散媒中の固形分濃度が1質量%以上では、工程上の効率が実用的である。分散媒中の固形分濃度が15質量%以下では、容易に良好な分散状態とすることができる。 The solid content concentration in the dispersion medium is usually in the range of 1 to 15% by mass, preferably in the range of 2 to 10% by mass, and more preferably in the range of 2 to 8% by mass. It is a range. When the solid content concentration in the dispersion medium is 1% by mass or more, the efficiency in the process is practical. When the solid content concentration in the dispersion medium is 15% by mass or less, a good dispersion state can be easily obtained.
ケイフッ化マグネシウム粒子を粉砕する分散機は、例えば、ペイントコンディショナー(レッドデビル製)、ボールミル、サンドミル、ビーズミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノーミル」、日本コークス工業株式会社製「MSC100」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー(エム・テクニック社製「クレアミックス」等)、湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)のうちの少なくとも1種である。また、ペースト状のケイフッ化マグネシウム粒子と酸性官能基を有する分散剤との混合液に対してアトライターや2本ロール等の乾式処理を行った後、有機溶剤を添加し、分散機で分散し得る。なお、分散機にメディアを用いる場合には、メディアとしてジルコニアビーズ等が好ましい。 Dispersers for pulverizing magnesium silicofluoride particles include, for example, paint conditioners (manufactured by Red Devil), ball mills, sand mills, bead mills (“Dino Mill” manufactured by Shinmaru Enterprises, “MSC100” manufactured by Nippon Coke Industries, Ltd.), Lighter, pearl mill (such as “DCP mill” manufactured by Eirich), coball mill, homomixer, homogenizer (such as “Clairemix” manufactured by M Technique), wet jet mill (“Genus PY” manufactured by Genus, “Nanomizer manufactured by Nanomizer” Or the like. In addition, after performing dry processing such as attritor or two rolls on the mixed liquid of paste-like magnesium silicofluoride particles and dispersant having acidic functional group, an organic solvent is added and dispersed with a disperser. obtain. In addition, when using a medium for a disperser, a zirconia bead etc. are preferable as a medium.
ステップS310:ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを蒸発乾固し、ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する。蒸発乾固温度は、50℃以上110℃以下である。ステップS306において実行した乾燥と同様の方法で蒸発乾固を行い、ケイフッ化マグネシウム結晶の粉末を得ることが好ましい。 Step S310: The magnesium silicofluoride fine particle slurry is evaporated to dryness to produce magnesium fluorosilicate crystals. The evaporation to dryness temperature is 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. It is preferable to perform evaporation to dryness in the same manner as the drying performed in step S306 to obtain a magnesium fluorosilicate crystal powder.
ステップS312:ケイフッ化マグネシウム結晶を熱処理し、フッ化マグネシウム結晶を生成する。熱処理は300℃以上900℃以下の不活性ガス(例えばN2ガス)雰囲気下で行うことが好ましい。熱処理は400℃以上900℃以下の不活性ガス(例えばN2ガス)雰囲気下で行うことがより好ましい。熱処理温度が300℃以上の場合は、未分解のケイフッ化マグネシウム残存が懸念されなく、熱処理温度が900℃以下では分解生成したフッ化マグネシウム結晶の成長を抑制し、顕著な粒子径増大を妨げることができる。また、不活性ガス雰囲気下での熱処理のため、酸化物等の生成が懸念されない。 Step S312: The magnesium fluorosilicate crystal is heat treated to produce a magnesium fluoride crystal. The heat treatment is preferably performed in an inert gas (eg, N 2 gas) atmosphere of 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. More preferably, the heat treatment is performed in an inert gas (for example, N 2 gas) atmosphere of 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. When the heat treatment temperature is 300 ° C. or higher, there is no concern about the remaining undecomposed magnesium fluorosilicate, and when the heat treatment temperature is 900 ° C. or lower, the growth of decomposed magnesium fluoride crystals is suppressed, and a significant increase in particle size is prevented. Can do. In addition, since heat treatment is performed in an inert gas atmosphere, generation of oxides or the like is not a concern.
熱処理時間は1時間以上8時間以下が好ましく、3時間以上8時間以下がより好ましい。熱処理時間が1時間以上の場合は、未分解のケイフッ化マグネシウムの残存が懸念されなく、熱処理時間が8時間以下では分解生成したフッ化マグネシウム結晶の成長を抑制し、顕著な粒子径増大を妨げることができる。なお、未分解のケイフッ化マグネシウムが含まれるフッ化マグネシウム粒子分散液を用いて低屈折率層を形成した場合、低屈折率層に含まれる樹脂の酸による劣化が懸念される。 The heat treatment time is preferably 1 hour or more and 8 hours or less, and more preferably 3 hours or more and 8 hours or less. When the heat treatment time is 1 hour or longer, there is no concern about the remaining undecomposed magnesium silicofluoride, and when the heat treatment time is 8 hours or less, the growth of decomposed magnesium fluoride crystals is suppressed, and a significant increase in particle size is prevented. be able to. In addition, when a low refractive index layer is formed using a magnesium fluoride particle dispersion containing undecomposed magnesium silicofluoride, there is a concern that the resin contained in the low refractive index layer may be deteriorated by an acid.
ステップS314:フッ化マグネシウム結晶を溶液に混ぜ、フッ化マグネシウム結晶を粉砕し、フッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。フッ化マグネシウム微粒子の平均粒子径は1nm以上100nm以下である。分散機としてビーズミルを用いた。 Step S314: The magnesium fluoride crystal is mixed with the solution, and the magnesium fluoride crystal is pulverized to generate a magnesium fluoride fine particle slurry. The average particle diameter of the magnesium fluoride fine particles is 1 nm or more and 100 nm or less. A bead mill was used as a disperser.
溶液とは、特に、有機溶液をいい、溶液は、例えば、酸性官能基を有する分散媒または液体の有機物である。また、溶液は、有機溶液を含む分散媒であり得る。有機溶液は、ステップS308を実行する際に用いた溶液と同様の溶液を用いることが好ましい。 The solution particularly refers to an organic solution, and the solution is, for example, a dispersion medium having an acidic functional group or a liquid organic substance. The solution can be a dispersion medium containing an organic solution. As the organic solution, it is preferable to use a solution similar to the solution used when executing Step S308.
分散媒中の固形分濃度は、通常1質量%以上15質量%以下の範囲であり、好ましくは2質量%以上10質量%以下の範囲であり、さらに好ましくは2質量%以上8質量%以下の範囲である。分散媒中の固形分濃度が1質量%以上では、工程上の効率が実用的である。分散媒中の固形分濃度が15質量%以下では、容易に良好な分散状態とすることができる。 The solid content concentration in the dispersion medium is usually in the range of 1 to 15% by mass, preferably in the range of 2 to 10% by mass, and more preferably in the range of 2 to 8% by mass. It is a range. When the solid content concentration in the dispersion medium is 1% by mass or more, the efficiency in the process is practical. When the solid content concentration in the dispersion medium is 15% by mass or less, a good dispersion state can be easily obtained.
ステップS316:フッ化マグネシウム微粒子のスラリーを蒸発乾固した後に、熱処理し、フッ化マグネシウム粒子100を生成する。蒸発乾固温度は、50℃以上110℃以下である。ステップS310において実行した蒸発乾固と同様の方法で蒸発乾固を行い、更に、ステップS312において実行した熱処理と同様の方法で熱処理を行うことにより、フッ化マグネシウム粒子100を得ることが好ましい。
Step S316: After evaporating and drying the magnesium fluoride fine particle slurry, heat treatment is performed to generate the
ただし、熱処理は、200℃以上400℃以下とし、不活性ガス(例えばN2ガス)雰囲気下であることが好ましい。熱処理温度が200℃以上の場合は、溶媒の残存が懸念されなく、熱処理温度が400℃以下ではフッ化マグネシウム粒子100の結晶成長を抑制し、顕著な粒子径増大を妨げることができる。また、N2ガス雰囲気下での熱処理のため、酸化物等の生成が懸念されない。熱処理時間が1時間以上の場合は、溶媒の残存が懸念されなく、熱処理時間が3時間以下ではフッ化マグネシウム粒子100の結晶成長を抑制し、顕著な粒子径増大を妨げることができる。
However, the heat treatment is preferably performed at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower and in an inert gas (eg, N 2 gas) atmosphere. When the heat treatment temperature is 200 ° C. or higher, there is no concern about the remaining of the solvent. When the heat treatment temperature is 400 ° C. or lower, crystal growth of the
以上、図4を参照してステップS302〜ステップS316を説明した。ケイフッ化マグネシウムは鱗片状の結晶であり、ステップS302を実行することによって、ケイフッ化マグネシウム粒子の凝集体が得られる。凝集体の粒子径は数百nmから数十μmであるが、凝集体を形成する粒子(一次粒子という)の平均粒子径は、50nm以下である。ケイフッ化マグネシウム粒子の凝集体はビーズミルによって容易に一次粒子(平均粒子径が1nm以上50nm以下)に分散し得る。ステップS310において実行した蒸発乾固により再び粒子の凝集が起こり、ケイフッ化マグネシウム結晶を得ることができる。 The steps S302 to S316 have been described above with reference to FIG. Magnesium silicofluoride is a scaly crystal, and an aggregate of magnesium silicofluoride particles is obtained by executing step S302. The particle diameter of the aggregate is several hundred nm to several tens of μm, but the average particle diameter of the particles forming the aggregate (referred to as primary particles) is 50 nm or less. Aggregates of magnesium silicofluoride particles can be easily dispersed into primary particles (average particle diameter of 1 nm to 50 nm) by a bead mill. Aggregation of particles occurs again by the evaporation to dryness executed in step S310, and a magnesium fluorosilicate crystal can be obtained.
さらに、ステップS312において実行した熱処理により、ケイフッ化マグネシウム結晶が熱分解してフッ化マグネシウム結晶を得ることができる。熱分解反応では、ケイフッ化マグネシウム結晶内からSiF4ガスが生成し、ケイフッ化マグネシウム結晶外に排出され、フッ化マグネシウム結晶が生成される。ガス排出によって、フッ化マグネシウム結晶に細孔が生じる。また、ガス排出時にケイフッ化マグネシウム結晶の体積が変化し、生成されたフッ化マグネシウム結晶は微細化され微粒子になると同時に微粒子は凝集を維持し、または微粒子は新たに凝集する。 Furthermore, by the heat treatment performed in step S312, the magnesium fluorosilicate crystal can be thermally decomposed to obtain a magnesium fluoride crystal. In the thermal decomposition reaction, SiF 4 gas is generated from the magnesium silicofluoride crystal and discharged out of the magnesium silicofluoride crystal to produce a magnesium fluoride crystal. By exhausting the gas, pores are formed in the magnesium fluoride crystal. Further, when the gas is discharged, the volume of the magnesium fluorosilicate crystal changes, and the generated magnesium fluoride crystal is refined to become fine particles, and at the same time, the fine particles maintain aggregation or the fine particles newly aggregate.
フッ化マグネシウム微粒子は熱処理により粒子成長し、フッ化マグネシウム粒子が形成される。粒子成長の過程で微粒子が凝集したり融着したりする。微粒子の凝集や融着によって形成されたフッ化マグネシウム粒子は、微粒子の凝集体や微粒子が融着した微粒子を含み得る。このフッ化マグネシウム粒子を粉砕することで、平均粒子径が1nm以上100nm以下であるフッ化マグネシウム粒子100を得ることができる。
Magnesium fluoride fine particles grow by heat treatment to form magnesium fluoride particles. Fine particles agglomerate or fuse in the course of particle growth. Magnesium fluoride particles formed by agglomeration and fusion of fine particles can include fine particle aggregates and fine particles in which the fine particles are fused. By pulverizing the magnesium fluoride particles, the
[フッ化マグネシウム粒子分散液]
図5は、本発明の実施形態に係るフッ化マグネシウム粒子分散液200を示す模式図である。図5において、フッ化マグネシウム粒子分散液200はフッ化マグネシウム粒子100と分散媒210とを含み、容器Aに入れられている。フッ化マグネシウム粒子100は分散媒210に分散している。なお、フッ化マグネシウム粒子分散液200は、フッ化マグネシウム粒子100を分散質としたゾル状の分散液であり、フッ化マグネシウムゾルと称し得る。
[Magnesium fluoride particle dispersion]
FIG. 5 is a schematic view showing a magnesium
分散媒210は、水または有機分散液である。有機分散液は、例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなど)、ケトン類(アセトン、MEK、MIBKなど)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、芳香族類(トルエン、キシレンなど)、エーテル類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。さらに、分散媒210は、有機分散液と水との混合分散液であり得る。なお、フッ化マグネシウム粒子分散液200を低屈折率層の形成用組成物に適用する場合においては、低屈折率層の形成に支障が生じない程度の揮発性を有する有機分散液を使用することが望ましい。
The
フッ化マグネシウム粒子分散液200中の固形分濃度は、通常1質量%以上15質量%以下の範囲であり、好ましくは1質量%〜10質量%の範囲であり、さらに好ましくは2質量%以上8質量%以下の範囲である。フッ化マグネシウム粒子分散液200中の固形分濃度が1質量%以上では、濃度も希薄過ぎることなく、濃縮処理が不要である。また、フッ化マグネシウム粒子分散液200中の固形分濃度が15質量%以下では、フッ化マグネシウム粒子100の凝集が生じにくく、容易に良好な分散状態とすることができる。
The solid content concentration in the magnesium
[フッ化マグネシウム粒子分散液の製造方法]
図6は、本発明の実施形態によるフッ化マグネシウム粒子分散液200の製造方法を示すフローチャートである。フッ化マグネシウム粒子分散液200は、ステップS302〜ステップS316及びステップS502を実行することによって製造され得る。ステップS302〜ステップS316は図4を参照して説明したステップと同様であるので、詳細な説明を省略する。
[Method for producing magnesium fluoride particle dispersion]
FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing a magnesium
ステップS302〜ステップS316を実行することによってフッ化マグネシウム粒子100を得る。
ステップS502:フッ化マグネシウム粒子100を分散媒210に分散し、フッ化マグネシウム粒子分散液200を得る。
Step S502: The
なお、ステップS314を実行する際に用いた溶液を分散媒210とすることで、ステップS302〜ステップS316のうちステップS316およびステップS502の実行を省略し得る。
In addition, execution of step S316 and step S502 of step S302 to step S316 can be omitted by using the solution used when executing step S314 as the
また、フッ化マグネシウム粒子100の分散性を向上するために、分散媒210に分散剤(界面活性剤など)を適宜添加し得る。分散剤としては、ステップS308と同様に、非イオン系やアニオン系である炭化水素系分散剤や、非イオン系やアニオン系であるフッ素系分散剤を用いることができる。分散状態の長期的安定性の点から、分散剤は、例えば、ポリエキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル、ソルビタンモノオレート、ポリビニルピロリドンのうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。
Further, in order to improve the dispersibility of the
[低屈折率層形成用組成物300]
図7は、本発明の実施形態に係る低屈折率層形成用組成物300を示す模式図である。図7において、低屈折率層形成用組成物300はフッ化マグネシウム微粒子100とバインダー310とを含み、容器Aに入れられている。
[
FIG. 7 is a schematic diagram showing a
バインダー310は、フッ化マグネシウム粒子100を分散する層形成材であり、従来公知のバインダーであり得る。バインダー310は、例えば、塗料用樹脂、重合性モノマー、加水分解性の有機金属化合物、ケイ酸液(ケイ酸ソーダ等)のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。
The
塗料用樹脂としては、特に制限はなく、一般的な樹脂(公知の熱硬化性樹脂や公知の熱可塑性樹脂など)であり得る。塗料用樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、酢酸ビニル樹脂のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を共重合体や変性体にして使用したりすることができる。塗料用樹脂は、例えば、塗膜の屈折率を下げるために、フッ素原子を含む樹脂であり得る。 There is no restriction | limiting in particular as resin for coating materials, It can be general resin (a well-known thermosetting resin, a well-known thermoplastic resin, etc.). The resin for paint is, for example, acrylic resin, polyester resin, polycarbonate resin, polyamide resin, urethane resin, vinyl chloride resin, fluororesin, silicon resin, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, butyral resin, vinyl acetate resin It is at least one, and one can be used alone, or two or more can be used as a copolymer or a modified product. The coating resin can be, for example, a resin containing fluorine atoms in order to lower the refractive index of the coating film.
重合性モノマーとしては、重合可能なモノマー(ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合など)であれば特に限定はなく、一般的なモノマーであり得る。重合性モノマーは、例えば、非イオン性モノマー(スチレン、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレートなど)、アニオン性モノマー(メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、o−およびp−スチレンスルホネート、およびこれらの塩など)、カチオン性モノマー(N−(3−アクリルアミドプロピル)アンモニウムメタクリレート、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)−N、1、2−ジメチル−5−ビニルピリジニウムメトスルフェート、およびこれらの塩など)、架橋モノマー(ジビニルベンゼン、エチレンジアクリレート、N、N−メチレンビスアクリルアミドなど)のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。重合性モノマーは、例えば、塗膜の屈折率を下げるために、フッ素原子を含むモノマーであり得る。 The polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a polymerizable monomer (radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, etc.), and may be a general monomer. Polymerizable monomers include, for example, nonionic monomers (styrene, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, etc.), anionic monomers (methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, o -And p-styrene sulfonate, and salts thereof), cationic monomers (N- (3-acrylamidopropyl) ammonium methacrylate, N- (2-methacryloyloxyethyl) -N, 1,2-dimethyl-5-vinyl Pyridinium methosulphate, and salts thereof) and crosslinking monomers (divinylbenzene, ethylene diacrylate, N, N-methylenebisacrylamide, etc.). Mixing more than seeds Or can. The polymerizable monomer can be, for example, a monomer containing a fluorine atom in order to lower the refractive index of the coating film.
加水分解性の有機金属化合物は、アルコキシド(一般式R1 nMm(OR2)m-n[式中、R1、R2:アルキル基、アリール基、ビニル基、アクリル基などの炭化水素基、M:金属原子、m=元素の配位数、n=0、1、2、または3]で表されるケイ素、チタニウム、ジルコニウム、アルミニウムなど)、またはその誘導体のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。また、加水分解性の有機金属化合物は、特に、有機ケイ素化合物(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリエトキシシランなど)のうちの少なくとも1種でもあり得る。 Hydrolyzable organometallic compounds include alkoxides (general formula R 1 n M m (OR 2 ) mn [wherein R 1 , R 2 : hydrocarbon groups such as alkyl groups, aryl groups, vinyl groups, acrylic groups, M: metal atom, m = coordination number of element, n = 0, 1, 2, or 3], or at least one of derivatives thereof, One kind can be used alone, or two or more kinds can be mixed and used. In addition, hydrolyzable organometallic compounds include organic silicon compounds (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, vinyltriethoxysilane). Etc.).
粘度や固形分量を調整するために、低屈折率層形成用組成物300に有機溶剤を添加し得る。添加し得る有機溶剤は、フッ化マグネシウム粒子100のオルガノゾルの分散媒である有機溶剤との相溶性や、バインダー310との相溶性を考慮して選択し得る。添加し得る有機溶剤は、例えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、ハロゲン系溶剤、炭化水素溶剤のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。
In order to adjust the viscosity and the solid content, an organic solvent can be added to the
[低屈折率層形成用組成物の製造方法]
図8は、本発明の実施形態による低屈折率層形成用組成物300の製造方法を示すフローチャートである。低屈折率層形成用組成物300は、ステップS702〜ステップS712を実行することによって製造され得る。
[Method for producing composition for forming low refractive index layer]
FIG. 8 is a flowchart showing a method for manufacturing the
ステップS702:フッ化マグネシウム粒子100(379質量部)と分散媒210(イソプロピルアルコール7204質量部)とを含む5%フッ化マグネシウム粒子分散液200に対して、メチルトリメトキシシラン(200質量部)、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン(150質量部)、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル(700質量部)を攪拌混合し、混合液を生成した。
Step S702: With respect to 5% magnesium
ステップS704:混合液に対して燐酸(1質量部)と水(150質量部)とを配合し、配合液を生成した。 Step S704: Phosphoric acid (1 part by mass) and water (150 parts by mass) were blended with the mixed solution to produce a blended solution.
ステップS706:配合液を30℃±5℃で攪拌しながら60分間加水分解し、加水分解液を生成した。 Step S706: The blended solution was hydrolyzed for 60 minutes with stirring at 30 ° C. ± 5 ° C. to produce a hydrolyzed solution.
ステップS708:さらに温度を80℃±3℃に上げて加水分解液を60分間攪拌しながら重合し、フッ化マグネシウム粒子100を含有したポリマーを調製した。
Step S708: The temperature was further raised to 80 ° C. ± 3 ° C., and the hydrolyzate was polymerized while stirring for 60 minutes to prepare a polymer containing
ステップS710:フッ化マグネシウム粒子100を含有したポリマー(654質量部)とイソプロピルアルコール(390質量部)とを攪拌混合し、攪拌混合液を生成した。
Step S710: A polymer (654 parts by mass) containing
ステップS712:攪拌混合液に、硬化触媒としてアセトキシアルミニウム(15質量部)を添加して再度攪拌混合し、低屈折率層形成用組成物300(低屈折率塗料)を調製した。低屈折率層形成用組成物300の塗膜の屈折率は1.35であった。
Step S712: Acetoxyaluminum (15 parts by mass) as a curing catalyst was added to the stirred mixed solution and mixed again with stirring to prepare a low refractive index layer forming composition 300 (low refractive index paint). The refractive index of the coating film of the
[低屈折率層付基材]
図9は、本発明の実施形態による低屈折率層付基材400を示す模式図である。低屈折率層付基材400は、低屈折率層410とハードコート層420と樹脂基板430とを含む。低屈折率層410は、低屈折率層形成用組成物300を含む。樹脂基板430の上にはハードコート層420が形成されており、ハードコート層420の上には低屈折率層410が形成されている。
[Substrate with low refractive index layer]
FIG. 9 is a schematic view showing a
低屈折率層410は、低屈折率層形成用組成物300(低屈折率塗料)をハードコート層420の上に塗布することで形成される。低屈折率層形成用組成物300を塗布する方法としては、特に制限されるものではなく、例えば、ディップ法、スプレー法、スピナー法およびロールコート法のうちの少なくとも1種を用い得る。低屈折率層形成用組成物300を塗布後、低屈折率層形成用組成物300を乾燥すれば低屈折率層410を形成できる。なお、バインダー310の種類に応じて、加熱処理や紫外線照射処理を実行することによりハードコート層420の硬化を促進させ得る。
The low
低屈折率層410に含まれるフッ化マグネシウム粒子100の量は、低屈折率層410の全量100質量%に対して20質量%以上90質量%以下であり得る。低屈折率成分であるフッ化マグネシウム粒子100の含有量が90質量%以下であると、低屈折率層410の物理的・化学的強度の低下を抑制したり、ハードコート層420との密着性を確保して実用性を満たしたりし得る。また、フッ化マグネシウム粒子100の含有量が20質量%以上では、低屈折率層410の低屈折率化の効果を維持し得るため、実用的である。
The amount of the
低屈折率層410の厚さは、50nm以上300nm以下であり、好ましくは80nm以上200nm以下の範囲である。低屈折率層410の厚さが50nm以上の場合は、低屈折率層410の強度の低下を抑制したり、反射防止性能の低下を抑制したりすることが容易になる。また、低屈折率層410の厚さが300nm以下の場合は、低屈折率層410でのクラック発生を抑制したり、低屈折率層410の強度低下を抑制したり、また低屈折率層410が厚すぎることによる反射防止性能低下を抑制したりすることが容易になる。
The thickness of the low
低屈折率層410の屈折率は、低屈折率成分であるフッ化マグネシウム粒子100と低屈折率層形成用成分であるバインダー310との混合比率によっても異なるが、1.28以上1.50以下の範囲が好ましく、1.30以上1.42以下の範囲がより好ましく、1.30以上1.40以下の範囲が特に好ましい。
The refractive index of the low
低屈折率層410の屈折率が1.50以下の場合は、反射防止性能低下を抑制することが容易になる。また、屈折率が1.28以上の低屈折率層410を得ることは比較的容易である。
When the refractive index of the low
ハードコート層420は、高屈折率粒子とコート層形成用成分とを含み、高屈折率層として機能する。高屈折率粒子は、屈折率が1.6以上で、例えば、金属、金属酸化物又は金属フッ化物から構成される粒子である。高屈折率粒子は、例えば、亜鉛、チタン、アルミニウム、セリウム、イットリウム、ニオブ、ジルコニウム、アンチモン、インジウム及びスズのうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。また、コート層形成用成分は、例えば、活性エネルギー線硬化型のアクリル系樹脂や熱硬化型のアクリル系樹脂うちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。
The
ハードコート層420の厚さ(Th)は300nm以上である。高屈折率粒子の平均粒子径(Dp)とハードコート層420の厚さ(Th)との比(Dp/Th)が0.2以上1.0以下の範囲にあることが好ましい。また、高屈折率粒子の屈折率とコート層形成用成分の屈折率との差は、通常0.2以下、好ましくは0.1以下である。
The thickness (Th) of the
樹脂基板430は、例えば、プラスチックシート、プラスチックフィルムおよびプラスチックパネルのうちの1種であり得る。また、樹脂基板430を構成する材料は、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、PETおよびトリアセチルセルロース(TAC)のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。
For example, the
[低屈折率層付基材の製造方法]
低屈折率層付基材400は、樹脂基板430の上にハードコート層420を積層し、ハードコート層420の上に低屈折率層410を積層することによって製造される。低屈折率層410をハードコート層420の上に積層する方法としては、低屈折率層形成用組成物300を用いて作製した膜をハードコート層420の上に積層する方法がある。積層する方法は、例えば、ハードコート層420への低屈折率層形成用組成物300のコーティングによりハードコート層420上に直接積層する方法、または樹脂基板430とは異なる基板に形成した低屈折率層410を転写によりハードコート層420の上に積層する方法のうちの少なくとも1種である。
[Production Method of Substrate with Low Refractive Index Layer]
The
コーティング方法は、一般的な塗布方法、例えば、リバースコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法のうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。なお、低屈折率層410の形成においては塗工精度の点からリバースコート法、特に小径グラビアロールを用いたリバースコート法が好ましい。
The coating method is at least one of general coating methods, for example, reverse coating method, gravure coating method, rod coating method, bar coating method, die coating method, and spray coating method, and one type is used alone. Or 2 or more types can be mixed and used. In forming the low
また、ハードコート層420の上に低屈折率層410を積層する際に、低屈折率層形成用組成物300を溶媒で分散させることによって塗料を調整して、塗料をハードコート層420に塗布し、塗料を乾燥・硬化させることが好ましい。溶媒は塗布または印刷作業性を改善するために配合するものであり、バインダー310を溶解する溶媒であれば、従来から公知の溶媒を使用することができる。
In addition, when the low
溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、tert―ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、イソプロピルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセチルアセトン、アセチルアセトンのうちの少なくとも1種であり、1種を単独で使用したり、2種以上を混合して使用したりすることができる。ハードコート層420の塗布についても低屈折率層410の塗布と同様の方法で行うことができる。
Solvents include, for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, tert-butanol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, cyclohexanone, butyl acetate, isopropyl It is at least one of acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diacetylacetone, and acetylacetone, and can be used alone or in combination of two or more. The
溶媒の使用量は、低屈折率層410の形成にとって好適な範囲であれば格別に限定されるものではないが、通常は、フッ化マグネシウム粒子100およびバインダー310の合計100質量部に対して、溶媒が10質量部以上10000質量部以下の範囲である。なお、溶媒に、染料や顔料などの着色剤を加え得る。
The amount of the solvent used is not particularly limited as long as it is in a range suitable for the formation of the low
以上、図1〜図9を参照して、本発明の実施形態に係るフッ化マグネシウム粒子100、フッ化マグネシウム粒子100の製造方法、フッ化マグネシウム粒子分散液200、フッ化マグネシウム粒子分散液200の製造方法、低屈折率層形成用組成物300、低屈折率層形成用組成物300の製造方法、低屈折率層付基材400及び低屈折率層付基材400の製造方法を説明した。
As mentioned above, with reference to FIGS. 1-9, the manufacturing method of the
[実施例]
以下に、本発明の実施形態に係る実施例1〜実施例4を説明する。さらに、実施例との比較のため、従来の技術を適用した比較例1および比較例2を説明する。なお、実施例1〜実施例4、比較例1および比較例2を実行することによって形成されたフッ化マグネシウム粒子の平均粒子径、粒子の屈折率および粒子の比表面積の測定手法は以下のとおりである。
[Example]
Examples 1 to 4 according to the embodiment of the present invention will be described below. Furthermore, for comparison with Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 to which the conventional technique is applied will be described. In addition, the measuring method of the average particle diameter of the magnesium fluoride particle formed by performing Example 1-4, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the refractive index of particle | grains, and the specific surface area of particle | grains is as follows. It is.
[平均粒子径測定]
動的光散乱法によってフッ化マグネシウム粒子の平均粒子径を測定した。具体的には、フッ化マグネシウム粒子とイソプロピルアルコールとを混合し、フッ化マグネシウム濃度5質量%のコロイドを調整し、粒度分布測定装置(日機装株式会社製,Microtrac, Nanotrac UPA, UPA−UZ152)を用いてフッ化マグネシウム粒子の平均粒子径を測定した。なお、平均粒子径は、サンプル粒子全体の50体積パーセントが平均粒子径以下の粒子からなることで定義される粒子径である(d50)。
測定原理:動的光散乱法 周波数解析(FFT−ヘテロダイン法)
光源:3mW 半導体レーザー780nm(2本)
設定範囲:10℃〜80℃
測定粒度分布範囲:0.8nm〜6.5406μm
測定対象:コロイド粒子
特に説明のない限り、本発明の実施形態による実施例及び比較例における平均粒子径は、上述の動的光散乱法により測定された体積換算の平均粒子径を意味している。
[Average particle size measurement]
The average particle diameter of the magnesium fluoride particles was measured by a dynamic light scattering method. Specifically, magnesium fluoride particles and isopropyl alcohol are mixed to prepare a colloid having a magnesium fluoride concentration of 5% by mass, and a particle size distribution measuring device (Nikkiso Co., Ltd., Microtrac, Nanotrac UPA, UPA-UZ152) is used. The average particle size of the magnesium fluoride particles was measured. In addition, an average particle diameter is a particle diameter defined by 50 volume percent of the whole sample particle | grain consisting of particles below an average particle diameter (d50).
Measurement principle: Dynamic light scattering method Frequency analysis (FFT-heterodyne method)
Light source: 3mW Semiconductor laser 780nm (2)
Setting range: 10 ℃ ~ 80 ℃
Measurement particle size distribution range: 0.8 nm to 6.5406 μm
Measurement object: colloidal particles Unless otherwise specified, the average particle diameter in the examples and comparative examples according to the embodiments of the present invention means the volume-converted average particle diameter measured by the dynamic light scattering method described above. .
[粒子の屈折率測定]
フッ化マグネシウム粒子の屈折率の測定手法を以下に説明する。具体的には、ステップS202とステップS204とを実行する。
[Refractive index measurement of particles]
A method for measuring the refractive index of the magnesium fluoride particles will be described below. Specifically, step S202 and step S204 are executed.
ステップS202:屈折率が既知の標準屈折率液(カーギル標準屈折液、シリーズAAおよびAAA)を2、3滴ガラス基板上に滴下し、標準屈折率液にフッ化マグネシウム粒子を混合し、混合液を調製する。 Step S202: A standard refractive index liquid (Cargill standard refractive liquid, series AA and AAA) having a known refractive index is dropped on a glass substrate, and magnesium fluoride particles are mixed with the standard refractive index liquid. To prepare.
ステップS204:ステップS202を種々の標準屈折率液(n=1.300〜1.458、波長=589.3nm)を対象として実行することで複数種類の混合液を調整し、透明になった混合液に含まれる標準屈折率液の屈折率をフッ化マグネシウム粒子の屈折率とした。 Step S204: Step S202 is performed on various standard refractive index liquids (n = 1.300 to 1.458, wavelength = 589.3 nm) as a target, thereby adjusting a plurality of types of liquid mixture and mixing to become transparent The refractive index of the standard refractive index liquid contained in the liquid was taken as the refractive index of the magnesium fluoride particles.
[粒子の比表面積測定]
窒素吸着法(BET法)によってフッ化マグネシウム粒子の比表面積を測定した。具体的には、比表面積測定装置(株式会社島津製作所Micrometrics社製;Gemini V)を用いて、BET法により、フッ化マグネシウム粒子の比表面積を測定した。フッ化マグネシウム粒子(約1g)を減圧乾燥し、さらに脱ガス処理したものを測定用試料とした。乾燥温度は150℃で、乾燥時間は約20時間である。
[Specific surface area measurement of particles]
The specific surface area of the magnesium fluoride particles was measured by a nitrogen adsorption method (BET method). Specifically, the specific surface area of the magnesium fluoride particles was measured by the BET method using a specific surface area measurement device (manufactured by Shimadzu Corporation Micrometrics; Gemini V). Magnesium fluoride particles (about 1 g) were dried under reduced pressure and further degassed to obtain a sample for measurement. The drying temperature is 150 ° C. and the drying time is about 20 hours.
以下に、本発明の実施形態に係る実施例1〜実施例4を説明する。さらに、実施例との比較のため、従来の技術を適用した比較例1および比較例2を説明する。 Examples 1 to 4 according to the embodiment of the present invention will be described below. Furthermore, for comparison with Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 to which the conventional technique is applied will be described.
[実施例1]
[ケイフッ化マグネシウム粒子の生成]
図4を参照して説明したステップS302〜ステップS306を実行することで、ケイフッ化マグネシウム粒子を生成する。
[Example 1]
[Formation of magnesium fluorosilicate particles]
By executing steps S302 to S306 described with reference to FIG. 4, magnesium fluorosilicate particles are generated.
H2SiF6水溶液(40%:897.4g)を計量して反応容器(PFA製)に入れ、ウォータバスによって液温を80℃にした後、液温を80℃に保ち攪拌しながらMgCO3(200g:神島社製)を約30分かけて少量ずつ連続的に添加し、反応液を得た。その後、反応液の温度を80℃に保ちながら、反応液を1時間熟成させた。 H 2 SiF 6 aqueous solution (40%: 897.4g) weighed to put in a reaction vessel (made PFA), and after the liquid temperature at 80 ° C. by a water bath, MgCO 3 with stirring maintaining the liquid temperature to 80 ° C. (200 g: manufactured by Kamishima Co., Ltd.) was continuously added in small portions over about 30 minutes to obtain a reaction solution. Thereafter, the reaction solution was aged for 1 hour while keeping the temperature of the reaction solution at 80 ° C.
反応容器をウォータバスから取り出して、約2時間静置して反応液が室温(20〜23℃)になったところでイソプロパノール(645.2g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)を添加し十分に攪拌し、攪拌反応液を得た。攪拌反応液をメンブレムフィルター(ポアサイズ5μm:ミリポア社製)で約2時間かけて吸引ろ過し、ろ過残としてケイフッ化マグネシウム粒子のペースト(678.2g)を得た。 Remove the reaction vessel from the water bath and leave it for about 2 hours. When the reaction solution reaches room temperature (20-23 ° C.), add isopropanol (645.2 g: reagent grade product manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). The mixture was sufficiently stirred to obtain a stirred reaction solution. The stirred reaction liquid was subjected to suction filtration with a membrane filter (pore size 5 μm: manufactured by Millipore) for about 2 hours, and a magnesium silicofluoride particle paste (678.2 g) was obtained as a filtration residue.
ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを反応容器(PFA製)に入れ、反応容器(PFA製)に高純度N2ガス(流量5L/min)をフローしながら、乾燥機を用いて乾燥した(乾燥温度60℃、乾燥時間50hr)。乾燥後、白色粉末を484.7g得た。白色粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgSiF6・6H2Oであることが確認できた。また、熱天秤(セイコー社製EXSTAR6000 TG/DTA6300)を用いて粉末をTG測定した結果、粉末は6H2O塩であることが確認できた。MgSiF6・6H2Oの収率は、74%であった。
The magnesium silicofluoride particle paste was placed in a reaction vessel (manufactured by PFA) and dried using a drier while flowing high purity N 2 gas (flow rate 5 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying
[ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS308を実行することで、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluorosilicate fine particles]
By executing step S308 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluorosilicate fine particles is generated.
ステップS306を実行することで得られた白色粉末(MgSiF6・6H2O:480g)をイソプロパノール(5920g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)に添加し十分に攪拌し、溶液(7.5%:6400g)を得た。ビーズミル(シンマルエンター社製)で粉末を粉砕し、粉末の平均粒子径を20nm以下にした。粉末の粉砕作業を数回行い、MgSiF6・6H2O微粒子分散液(ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー)を生成した。MgSiF6・6H2O微粒子分散液の重量は約6100gで、MgSiF6・6H2O微粒子分散液の濃度は7.5%であった。 The white powder (MgSiF 6 .6H 2 O: 480 g) obtained by executing Step S306 is added to isopropanol (5920 g: reagent special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and stirred sufficiently to obtain a solution (7. 5%: 6400 g). The powder was pulverized by a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.), and the average particle size of the powder was adjusted to 20 nm or less. The powder was pulverized several times to produce a MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (magnesium silicofluoride fine particle slurry). The weight of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was about 6100 g, and the concentration of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was 7.5%.
[ケイフッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS310を実行することで、ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium silicofluoride crystals]
By executing step S310 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluorosilicate crystal is generated.
ステップS308を実行することで得られたMgSiF6・6H2O微粒子分散液(7.5%)のうち6000gを反応容器(PFA製)に充填し、N2ガス導入口と排気口とを取り付けた蓋をした。反応容器(PFA製)にN2ガスをフロー(流量2L/min)しながら、乾燥機を用いてMgSiF6・6H2O微粒子分散液を乾燥した(乾燥温度80℃、乾燥時間72hr)。乾燥後、白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶:MgSiF6・6H2O)を約445g得た。 6000 g of MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (7.5%) obtained by executing Step S308 is filled in a reaction vessel (made by PFA), and an N 2 gas inlet and an exhaust outlet are attached. Covered the lid. The MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion was dried using a drier while flowing N 2 gas (flow rate: 2 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying temperature 80 ° C., drying time 72 hours). After drying, about 445 g of white powder (magnesium fluorosilicate crystal: MgSiF 6 .6H 2 O) was obtained.
[フッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS312を実行することで、フッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium fluoride crystals]
By performing step S312 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluoride crystal is generated.
ステップS310を実行することで得られた白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶)のうち430gをアルミナ坩堝に充填し、電気炉を用いてN2ガス雰囲気下で白色粉末を熱処理した。熱処理温度は600℃、熱処理時間は3時間である。熱処理後、N2ガス雰囲気下で室温(20〜23℃)まで降温した後、アルミナ坩堝から79gの白色粉末を取り出すことができた。粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgF2(フッ化マグネシウム結晶)であることが確認できた。これより、MgSiF6・6H2Oから生成できたMgF2(フッ化マグネシウム結晶)の収率は81%であった。 Of the white powder (magnesium fluorosilicate crystal) obtained by executing Step S310, 430 g was filled in an alumina crucible, and the white powder was heat-treated in an N 2 gas atmosphere using an electric furnace. The heat treatment temperature is 600 ° C., and the heat treatment time is 3 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to room temperature (20 to 23 ° C.) in an N 2 gas atmosphere, and 79 g of white powder could be taken out from the alumina crucible. When the powder was analyzed by XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgF 2 (magnesium fluoride crystal). Accordingly, the yield of MgF 2 (magnesium fluoride crystal) that could be generated from MgSiF 6 .6H 2 O was 81%.
[フッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS314を実行することで、フッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluoride fine particles]
By executing step S314 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluoride fine particles is generated.
ステップS312を実行することで得られた白色粉末(MgF2:37.5g)をイソプロパノール(462.5g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2分散溶液(7.5%:500g)を得た。MgF2分散溶液をビーズミル(シンマルエンター社製)で分散処理し、分散液を得た。ジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製)を用いて分散処理を行いながら、分散液中のMgF2(フッ化マグネシウム微粒子)の粒度分布を粒度分布測定機(日機装社製:Microtrac UPA−UZ152)を用いて測定した。MgF2の平均粒子径(体積換算、d50)が30nm以下になるまで分散処理した結果、MgF2の微粒子分散溶液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:7.5%)を358g得た。 The white powder (MgF 2 : 37.5 g) obtained by executing Step S312 is added to isopropanol (462.5 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and the MgF 2 dispersion solution (7. 5%: 500 g) was obtained. The MgF 2 dispersion was dispersed with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.) to obtain a dispersion. While performing dispersion treatment using zirconia beads (Nikkato Co., Ltd.), the particle size distribution of MgF 2 (magnesium fluoride fine particles) in the dispersion was measured using a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA-UZ152). It was measured. As a result of dispersion treatment until the average particle diameter (volume conversion, d50) of MgF 2 became 30 nm or less, 358 g of a fine particle dispersion solution (magnesium fluoride fine particle slurry: 7.5%) of MgF 2 was obtained.
[フッ化マグネシウム粒子100の製造]
図4を参照して説明したステップS316を実行することで、フッ化マグネシウム粒子100を製造する。
[Manufacture of magnesium fluoride particles 100]
ステップS314を実行することで得られたフッ化マグネシウム微粒子分散液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:約358g)を50℃以上110℃以下で蒸発乾固した後、200℃以上400℃以下に維持し熱処理し、フッ化マグネシウム粒子100(約26g)を得た。 The magnesium fluoride fine particle dispersion (magnesium fluoride fine particle slurry: about 358 g) obtained by executing Step S314 is evaporated to dryness at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, and then maintained at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. Heat treatment was performed to obtain magnesium fluoride particles 100 (about 26 g).
[フッ化マグネシウム粒子分散液200の製造]
図6を参照して説明したステップS502を実行することで、フッ化マグネシウム粒子分散液200を製造する。
[Production of Magnesium Fluoride Particle Dispersion 200]
By executing step S502 described with reference to FIG. 6, the magnesium
ステップS316を実行することで得られたフッ化マグネシウム粒子100(粉末25g)をイソプロパノール(475g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、フッ化マグネシウム粒子分散液200(5%:500g)を得た。波長550nmの光に対するフッ化マグネシウム粒子100の屈折率を測定したところ、屈折率は1.34であった。波長550nmの光に対する単結晶MgF2の屈折率が1.38であることから、フッ化マグネシウム粒子100は細孔130を有することが確認できた。
Magnesium fluoride particles 100 (powder 25 g) obtained by executing Step S316 are added to isopropanol (475 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and magnesium fluoride particle dispersion 200 (5% : 500 g) was obtained. When the refractive index of the
[実施例2]
[ケイフッ化マグネシウム粒子の生成]
図4を参照して説明したステップS302〜ステップS306を実行することで、ケイフッ化マグネシウム粒子を生成する。
[Example 2]
[Formation of magnesium fluorosilicate particles]
By executing steps S302 to S306 described with reference to FIG. 4, magnesium fluorosilicate particles are generated.
(NH4)2SiF6水溶液(15%:3000g)を計量して反応容器(PFA製)に入れ、ウォータバスによって液温を50℃にした後、液温を50℃に保ち攪拌しながらMgCO3(200g:神島社製)を約30分かけて少量ずつ連続的に添加し、反応液を得た。その後、反応液の温度を50℃に保ちながら、反応液を1時間熟成させた。 (NH 4 ) 2 SiF 6 aqueous solution (15%: 3000 g) is weighed and placed in a reaction vessel (manufactured by PFA), and the temperature of the solution is adjusted to 50 ° C. with a water bath. 3 (200 g: manufactured by Kamishimasha) was continuously added in small portions over about 30 minutes to obtain a reaction solution. Thereafter, the reaction solution was aged for 1 hour while keeping the temperature of the reaction solution at 50 ° C.
反応容器をウォータバスから取り出して、約2時間静置して反応液が室温(20〜23℃)になったところで反応液をメンブレムフィルター(ポアサイズ5μm:ミリポア社製)で約2時間かけて吸引ろ過し、ろ過残としてケイフッ化マグネシウム粒子のペースト(718.5g)を得た。 The reaction vessel is taken out of the water bath and allowed to stand for about 2 hours. When the reaction solution reaches room temperature (20-23 ° C.), the reaction solution is passed through a membrane filter (pore size 5 μm: manufactured by Millipore) for about 2 hours. Suction filtration was performed to obtain a magnesium silicofluoride particle paste (718.5 g) as a filtration residue.
ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを反応容器(PFA製)に入れ、反応容器(PFA製)に高純度N2ガス(流量5L/min)をフローしながら、乾燥機を用いて乾燥した(乾燥温度110℃、乾燥時間50hr)。乾燥後、白色粉末を462.3g得た。白色粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgSiF6・6H2Oであることが確認できた。また、熱天秤(セイコー社製EXSTAR6000 TG/DTA6300)を用いて粉末をTG測定した結果、粉末は6H2O塩であることが確認できた。MgSiF6・6H2Oの収率は、71%であった。 The magnesium silicofluoride particle paste was placed in a reaction vessel (manufactured by PFA) and dried using a drier while flowing high purity N 2 gas (flow rate 5 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying temperature 110). ° C, drying time 50 hr). After drying, 462.3 g of white powder was obtained. When the white powder was analyzed by XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgSiF 6 .6H 2 O. Further, as a result of TG measurement of the powder using a thermobalance (EXSTAR6000 TG / DTA6300 manufactured by Seiko), it was confirmed that the powder was a 6H 2 O salt. The yield of MgSiF 6 .6H 2 O was 71%.
[ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS308を実行することで、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluorosilicate fine particles]
By executing step S308 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluorosilicate fine particles is generated.
ステップS306を実行することで得られた白色粉末(MgSiF6・6H2O:460g)をイソプロパノール(6111g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)に添加し十分に攪拌し、溶液(7%)を得た。ビーズミル(シンマルエンター社製)で粉末を粉砕し、粉末の平均粒子径を20nm以下にした。粉末の粉砕作業を数回行い、MgSiF6・6H2O微粒子分散液(ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー)を生成した。MgSiF6・6H2O微粒子分散液の重量は約5880gで、MgSiF6・6H2O微粒子分散液の濃度は7%であった。 The white powder (MgSiF 6 .6H 2 O: 460 g) obtained by executing Step S306 was added to isopropanol (6111 g: reagent special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and stirred well to obtain a solution (7% ) The powder was pulverized by a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.), and the average particle size of the powder was adjusted to 20 nm or less. The powder was pulverized several times to produce a MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (magnesium silicofluoride fine particle slurry). The weight of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was about 5880 g, and the concentration of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was 7%.
[ケイフッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS310を実行することで、ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium silicofluoride crystals]
By executing step S310 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluorosilicate crystal is generated.
ステップS308を実行することで得られたMgSiF6・6H2O微粒子分散液(7%)のうち5400gを反応容器(PFA製)に充填し、N2ガス導入口と排気口とを取り付けた蓋をした。反応容器(PFA製)にN2ガスをフロー(流量2L/min)しながら、乾燥機を用いてMgSiF6・6H2O微粒子分散液を乾燥した(乾燥温度80℃、乾燥時間72hr)。乾燥後、白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶:MgSiF6・6H2O)を約371g得た。 A lid in which 5400 g of the MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (7%) obtained by executing Step S308 is filled in a reaction vessel (made by PFA), and an N 2 gas introduction port and an exhaust port are attached. Did. The MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion was dried using a drier while flowing N 2 gas (flow rate: 2 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying temperature 80 ° C., drying time 72 hours). After drying, about 371 g of white powder (magnesium fluorosilicate crystal: MgSiF 6 .6H 2 O) was obtained.
[フッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS312を実行することで、フッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium fluoride crystals]
By performing step S312 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluoride crystal is generated.
ステップS310を実行することで得られた白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶)のうち370gをアルミナ坩堝に充填し、電気炉を用いてN2ガス雰囲気下で白色粉末を熱処理した。熱処理温度は400℃、熱処理時間は8時間である。熱処理後、N2ガス雰囲気下で室温(20〜23℃)まで降温した後、アルミナ坩堝から71.8gの白色粉末を取り出すことができた。粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgF2(フッ化マグネシウム結晶)であることが確認できた。これより、MgSiF6・6H2Oから生成できたMgF2(フッ化マグネシウム結晶)の収率は86%であった。 Of the white powder (magnesium fluorosilicate crystal) obtained by executing step S310, 370 g was filled in an alumina crucible, and the white powder was heat-treated in an N 2 gas atmosphere using an electric furnace. The heat treatment temperature is 400 ° C. and the heat treatment time is 8 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to room temperature (20 to 23 ° C.) in an N 2 gas atmosphere, and 71.8 g of white powder could be taken out from the alumina crucible. When the powder was analyzed by XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgF 2 (magnesium fluoride crystal). Thus, the yield of MgF 2 (magnesium fluoride crystal) that could be generated from MgSiF 6 .6H 2 O was 86%.
[フッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS314を実行することで、フッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluoride fine particles]
By executing step S314 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluoride fine particles is generated.
ステップS312を実行することで得られた白色粉末(MgF2:30g)をイソプロパノール(470g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2分散溶液(6%:500g)を得た。MgF2分散溶液をビーズミル(シンマルエンター社製)で分散処理し、分散液を得た。ジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製)を用いて分散処理を行いながら、分散液中のMgF2(フッ化マグネシウム微粒子)の粒度分布を粒度分布測定機(日機装社製:Microtrac UPA−UZ152)を用いて測定した。MgF2の平均粒子径(体積換算、d50)が30nm以下になるまで分散処理した結果、MgF2の微粒子分散溶液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:6%)を375g得た。 The white powder (MgF 2 : 30 g) obtained by executing Step S312 is added to isopropanol (470 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and the MgF 2 dispersion (6%: 500 g) is added. Obtained. The MgF 2 dispersion was dispersed with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.) to obtain a dispersion. While performing dispersion treatment using zirconia beads (Nikkato Co., Ltd.), the particle size distribution of MgF 2 (magnesium fluoride fine particles) in the dispersion was measured using a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA-UZ152). It was measured. As a result of dispersion treatment until the average particle diameter (volume conversion, d50) of MgF 2 became 30 nm or less, 375 g of a fine particle dispersion solution (magnesium fluoride fine particle slurry: 6%) of MgF 2 was obtained.
[フッ化マグネシウム粒子100の製造]
図4を参照して説明したステップS316を実行することで、フッ化マグネシウム粒子100を製造する。
[Manufacture of magnesium fluoride particles 100]
ステップS314を実行することで得られたフッ化マグネシウム微粒子分散液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:370g)を50℃以上110℃以下で蒸発乾固した後、200℃以上400℃以下に維持し熱処理し、フッ化マグネシウム粒子100(約21g)を得た。 The magnesium fluoride fine particle dispersion (magnesium fluoride fine particle slurry: 370 g) obtained by executing step S314 is evaporated to dryness at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, and then maintained at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. As a result, magnesium fluoride particles 100 (about 21 g) were obtained.
[フッ化マグネシウム粒子分散液200の製造]
図6を参照して説明したステップS502を実行することで、フッ化マグネシウム粒子分散液200を製造する。
[Production of Magnesium Fluoride Particle Dispersion 200]
By executing step S502 described with reference to FIG. 6, the magnesium
ステップS316を実行することで得られたフッ化マグネシウム粒子100(粉末20g)をイソプロパノール(380g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、フッ化マグネシウム粒子分散液200(5%:400g)を得た。波長550nmの光に対するフッ化マグネシウム粒子100の屈折率を測定したところ、屈折率は1.34であった。波長550nmの光に対する単結晶MgF2の屈折率が1.38であることから、フッ化マグネシウム粒子100は細孔130を有することが確認できた。
Magnesium fluoride particles 100 (powder 20 g) obtained by executing Step S316 are added to isopropanol (380 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and magnesium fluoride particle dispersion 200 (5% : 400 g). When the refractive index of the
[実施例3]
[ケイフッ化マグネシウム粒子の生成]
図4を参照して説明したステップS302〜ステップS306を実行することで、ケイフッ化マグネシウム粒子を生成する。
[Example 3]
[Formation of magnesium fluorosilicate particles]
By executing steps S302 to S306 described with reference to FIG. 4, magnesium fluorosilicate particles are generated.
H2SiF6水溶液(40%:720.5g)を計量して反応容器(PFA製)に入れ、ウォータバスによって液温を80℃にした後、液温を80℃に保ち攪拌しながらMgCl2・6H2O(205g:関東化学社製)を約30分かけて少量ずつ連続的に添加し、反応液を得た。その後、反応液の温度を80℃に保ちながら、反応液を1時間熟成させた。 H 2 SiF 6 aqueous solution (40%: 720.5g) weighed to put in a reaction vessel (made PFA), and after the liquid temperature at 80 ° C. by a water bath, MgCl 2 with stirring maintaining the liquid temperature to 80 ° C. 6H 2 O (205 g: manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was continuously added in small portions over about 30 minutes to obtain a reaction solution. Thereafter, the reaction solution was aged for 1 hour while keeping the temperature of the reaction solution at 80 ° C.
反応容器をウォータバスから取り出して、約2時間静置して反応液が室温(20〜23℃)になったところでイソプロパノール(925g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)を添加し十分に攪拌し、攪拌反応液を得た。攪拌反応液をメンブレムフィルター(ポアサイズ5μm:ミリポア社製)で約2時間かけて吸引ろ過し、ろ過残としてケイフッ化マグネシウム粒子のペースト(678.2g)を得た。 Remove the reaction vessel from the water bath and leave it for about 2 hours. When the reaction solution reaches room temperature (20-23 ° C.), add isopropanol (925 g: reagent grade product manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Stirring to obtain a stirred reaction solution. The stirred reaction liquid was subjected to suction filtration with a membrane filter (pore size 5 μm: manufactured by Millipore) for about 2 hours, and a magnesium silicofluoride particle paste (678.2 g) was obtained as a filtration residue.
ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを反応容器(PFA製)に入れ、反応容器(PFA製)に高純度N2ガス(流量5L/min)をフローしながら、乾燥機を用いて乾燥した(乾燥温度60℃、乾燥時間96hr)。乾燥後、白色粉末を210g得た。白色粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgSiF6・6H2Oであることが確認できた。また、熱天秤(セイコー社製EXSTAR6000 TG/DTA6300)を用いて粉末をTG測定した結果、粉末は6H2O塩であることが確認できた。MgSiF6・6H2Oの収率は、76.5%であった。
The magnesium silicofluoride particle paste was placed in a reaction vessel (manufactured by PFA) and dried using a drier while flowing high purity N 2 gas (flow rate 5 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying
[ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS308を実行することで、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluorosilicate fine particles]
By executing step S308 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluorosilicate fine particles is generated.
ステップS306を実行することで得られた白色粉末(MgSiF6・6H2O:200g)をイソプロパノール(3133g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)に添加し十分に攪拌し、溶液(約6%)を得た。ビーズミル(シンマルエンター社製)で粉末を粉砕し、粉末の平均粒子径を20nm以下にした。粉末の粉砕作業を数回行い、MgSiF6・6H2O微粒子分散液(ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー)を生成した。MgSiF6・6H2O微粒子分散液の重量は約3100gで、MgSiF6・6H2O微粒子分散液の濃度は約6%であった。 The white powder (MgSiF 6 .6H 2 O: 200 g) obtained by executing Step S306 is added to isopropanol (3133 g: reagent special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and stirred sufficiently to obtain a solution (about 6 %). The powder was pulverized with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.), so that the average particle size of the powder was 20 nm or less. The powder was pulverized several times to produce a MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (magnesium silicofluoride fine particle slurry). The weight of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was about 3100 g, and the concentration of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was about 6%.
[ケイフッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS310を実行することで、ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium silicofluoride crystals]
By executing step S310 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluorosilicate crystal is generated.
ステップS308を実行することで得られたMgSiF6・6H2O微粒子分散液(約6%)のうち3050gを反応容器(PFA製)に充填し、N2ガス導入口と排気口とを取り付けた蓋をした。反応容器(PFA製)にN2ガスをフロー(流量2L/min)しながら、乾燥機を用いてMgSiF6・6H2O微粒子分散液を乾燥した(乾燥温度80℃、乾燥時間48hr)。乾燥後、白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶:MgSiF6・6H2O)を約181g得た。 Of the MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (about 6%) obtained by executing Step S308, 3050 g was filled in a reaction vessel (manufactured by PFA), and an N 2 gas introduction port and an exhaust port were attached. Covered. The MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion was dried using a dryer (flowing temperature: 80 ° C., drying time: 48 hours) while N 2 gas was flowed into the reaction vessel (manufactured by PFA) (flow rate: 2 L / min). After drying, about 181 g of white powder (magnesium fluorosilicate crystal: MgSiF 6 .6H 2 O) was obtained.
[フッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS312を実行することで、フッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium fluoride crystals]
By performing step S312 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluoride crystal is generated.
ステップS310を実行することで得られた白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶)のうち180gをアルミナ坩堝に充填し、電気炉を用いてN2ガス雰囲気下で白色粉末を熱処理した。熱処理温度は600℃、熱処理時間は3時間である。熱処理後、N2ガス雰囲気下で室温(20〜23℃)まで降温した後、アルミナ坩堝から34gの白色粉末を取り出すことができた。粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgF2(フッ化マグネシウム結晶)であることが確認できた。これより、MgSiF6・6H2Oから生成できたMgF2(フッ化マグネシウム結晶)の収率は83%であった。 Of the white powder (magnesium fluorosilicate crystal) obtained by executing Step S310, 180 g was filled in an alumina crucible, and the white powder was heat-treated in an N 2 gas atmosphere using an electric furnace. The heat treatment temperature is 600 ° C., and the heat treatment time is 3 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to room temperature (20 to 23 ° C.) in an N 2 gas atmosphere, and then 34 g of white powder could be taken out from the alumina crucible. When the powder was analyzed by XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgF 2 (magnesium fluoride crystal). Accordingly, the yield of MgF 2 (magnesium fluoride crystal) that could be generated from MgSiF 6 .6H 2 O was 83%.
[フッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS314を実行することで、フッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluoride fine particles]
By executing step S314 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluoride fine particles is generated.
ステップS312を実行することで得られた白色粉末(MgF2:30g)をイソプロパノール(470g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2分散溶液(6%:500g)を得た。MgF2分散溶液をビーズミル(シンマルエンター社製)で分散処理し、分散液を得た。ジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製)を用いて分散処理を行いながら、分散液中のMgF2(フッ化マグネシウム微粒子)の粒度分布を粒度分布測定機(日機装社製:Microtrac UPA−UZ152)を用いて測定した。MgF2の平均粒子径(体積換算、d50)が30nm以下になるまで分散処理した結果、MgF2の微粒子分散溶液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:6%)を364g得た。 The white powder (MgF 2 : 30 g) obtained by executing Step S312 is added to isopropanol (470 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and the MgF 2 dispersion (6%: 500 g) is added. Obtained. The MgF 2 dispersion was dispersed with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.) to obtain a dispersion. While performing dispersion treatment using zirconia beads (Nikkato Co., Ltd.), the particle size distribution of MgF 2 (magnesium fluoride fine particles) in the dispersion was measured using a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA-UZ152). It was measured. As a result of dispersion treatment until the average particle diameter (volume conversion, d50) of MgF 2 became 30 nm or less, 364 g of a fine particle dispersion solution (magnesium fluoride fine particle slurry: 6%) of MgF 2 was obtained.
[フッ化マグネシウム粒子100の製造]
図4を参照して説明したステップS316を実行することで、フッ化マグネシウム粒子100を製造する。
[Manufacture of magnesium fluoride particles 100]
ステップS314を実行することで得られたフッ化マグネシウム微粒子分散液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:約364g)を50℃以上110℃以下で蒸発乾固した後、200℃以上400℃以下に維持し熱処理し、フッ化マグネシウム粒子100(約21g)を得た。 The magnesium fluoride fine particle dispersion (magnesium fluoride fine particle slurry: about 364 g) obtained by executing Step S314 is evaporated to dryness at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, and then maintained at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. Heat treatment was performed to obtain magnesium fluoride particles 100 (about 21 g).
[フッ化マグネシウム粒子分散液200の製造]
図6を参照して説明したステップS502を実行することで、フッ化マグネシウム粒子分散液200を製造する。
[Production of Magnesium Fluoride Particle Dispersion 200]
By executing step S502 described with reference to FIG. 6, the magnesium
ステップS316を実行することで得られたフッ化マグネシウム粒子100(粉末20g)をイソプロパノール(380g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、フッ化マグネシウム粒子分散液200(5%:400g)を得た。波長550nmの光に対するフッ化マグネシウム粒子100の屈折率を測定したところ、屈折率は1.35であった。波長550nmの光に対する単結晶MgF2の屈折率が1.38であることから、フッ化マグネシウム粒子100は細孔130を有することが確認できた。
Magnesium fluoride particles 100 (powder 20 g) obtained by executing Step S316 are added to isopropanol (380 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and magnesium fluoride particle dispersion 200 (5% : 400 g). When the refractive index of the
[実施例4]
[ケイフッ化マグネシウム粒子の生成]
図4を参照して説明したステップS302〜ステップS306を実行することで、ケイフッ化マグネシウム粒子を生成する。
[Example 4]
[Formation of magnesium fluorosilicate particles]
By executing steps S302 to S306 described with reference to FIG. 4, magnesium fluorosilicate particles are generated.
H2SiF6水溶液(40%:1000g)を計量して反応容器(PFA製)に入れ、ウォータバスによって液温を80℃にした後、液温を80℃に保ち攪拌しながらMg(OH)2(150g:関東化学社製)を約30分かけて少量ずつ連続的に添加し、反応液を得た。その後、反応液の温度を80℃に保ちながら、反応液を1時間熟成させた。 H 2 SiF 6 aqueous solution (40%: 1000 g) was weighed and placed in a reaction vessel (made by PFA), and the liquid temperature was raised to 80 ° C. with a water bath. 2 (150 g: manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was continuously added in small portions over about 30 minutes to obtain a reaction solution. Thereafter, the reaction solution was aged for 1 hour while keeping the temperature of the reaction solution at 80 ° C.
反応容器をウォータバスから取り出して、約2時間静置して反応液が室温(20〜23℃)になったところでイソプロパノール(950g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)を添加し十分に攪拌し、攪拌反応液を得た。攪拌反応液をメンブレムフィルター(ポアサイズ5μm:ミリポア社製)で約2時間かけて吸引ろ過し、ろ過残としてケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを得た。 Remove the reaction vessel from the water bath, leave it for about 2 hours, and when the reaction solution reaches room temperature (20-23 ° C.), add isopropanol (950 g: reagent special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Stirring to obtain a stirred reaction solution. The stirred reaction solution was subjected to suction filtration with a membrane filter (pore size 5 μm: manufactured by Millipore) for about 2 hours to obtain a magnesium silicofluoride particle paste as a filtration residue.
ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを反応容器(PFA製)に入れ、反応容器(PFA製)に高純度N2ガス(流量5L/min)をフローしながら、乾燥機を用いて乾燥した(乾燥温度70℃、乾燥時間96hr)。乾燥後、白色粉末を515g得た。白色粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgSiF6・6H2Oであることが確認できた。また、熱天秤(セイコー社製EXSTAR6000 TG/DTA6300)を用いて粉末をTG測定した結果、粉末は6H2O塩であることが確認できた。MgSiF6・6H2Oの収率は、73%であった。 The magnesium silicofluoride particle paste was placed in a reaction vessel (made by PFA) and dried using a drier (flowing temperature 70) while flowing high purity N 2 gas (flow rate 5 L / min) into the reaction vessel (made by PFA). ° C, drying time 96 hr). After drying, 515 g of white powder was obtained. When the white powder was analyzed by XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgSiF 6 .6H 2 O. Further, as a result of TG measurement of the powder using a thermobalance (EXSTAR6000 TG / DTA6300 manufactured by Seiko), it was confirmed that the powder was a 6H 2 O salt. The yield of MgSiF 6 .6H 2 O was 73%.
[ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS308を実行することで、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluorosilicate fine particles]
By executing step S308 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluorosilicate fine particles is generated.
ステップS306を実行することで得られた白色粉末(MgSiF6・6H2O:300g)をイソプロパノール(4315g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)に添加し十分に攪拌し、溶液(約6.5%)を得た。ビーズミル(シンマルエンター社製)で粉末を粉砕し、粉末の平均粒子径を20nm以下にした。粉末の粉砕作業を数回行い、MgSiF6・6H2O微粒子分散液(ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリー)を生成した。MgSiF6・6H2O微粒子分散液の重量は約4200gで、MgSiF6・6H2O微粒子分散液の濃度は約6.5%であった。 The white powder (MgSiF 6 .6H 2 O: 300 g) obtained by executing Step S306 is added to isopropanol (4315 g: reagent special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and stirred sufficiently to obtain a solution (about 6 .5%). The powder was pulverized by a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.), and the average particle size of the powder was adjusted to 20 nm or less. The powder was pulverized several times to produce a MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (magnesium silicofluoride fine particle slurry). The weight of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was about 4200 g, and the concentration of the MgSiF 6 · 6H 2 O fine particle dispersion was about 6.5%.
図4を参照して説明したステップS310を実行することで、ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する。 By executing step S310 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluorosilicate crystal is generated.
ステップS308を実行することで得られたMgSiF6・6H2O微粒子分散液(約6.5%)のうち、4000gを反応容器(PFA製)に充填し、N2ガス導入口と排気口とを取り付けた蓋をした。反応容器(PFA製)にN2ガスをフロー(流量2L/min)しながら、乾燥機を用いてMgSiF6・6H2O微粒子分散液を乾燥した(乾燥温度80℃、乾燥時間48hr)。乾燥後、白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶:MgSiF6・6H2O)を約255g得た。 Of the MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion (about 6.5%) obtained by executing step S308, 4000 g is filled in a reaction vessel (made of PFA), and an N 2 gas inlet, an exhaust port, The lid was attached. The MgSiF 6 .6H 2 O fine particle dispersion was dried using a dryer (flowing temperature: 80 ° C., drying time: 48 hours) while N 2 gas was flowed into the reaction vessel (manufactured by PFA) (flow rate: 2 L / min). After drying, about 255 g of white powder (magnesium fluorosilicate crystal: MgSiF 6 .6H 2 O) was obtained.
[フッ化マグネシウム結晶の生成]
図4を参照して説明したステップS312を実行することで、フッ化マグネシウム結晶を生成する。
[Formation of magnesium fluoride crystals]
By performing step S312 described with reference to FIG. 4, a magnesium fluoride crystal is generated.
ステップS310を実行することで得られた白色粉末(ケイフッ化マグネシウム結晶)のうち250gをアルミナ坩堝に充填し、電気炉を用いてN2ガス雰囲気下で白色粉末を熱処理した。熱処理温度は600℃、熱処理時間は3時間である。熱処理後、N2ガス雰囲気下で室温(20〜23℃)まで降温した後、アルミナ坩堝から48.2gの白色粉末を取り出すことができた。粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgF2(フッ化マグネシウム結晶)であることが確認できた。これより、MgSiF6・6H2O(250g)から生成できたMgF2(フッ化マグネシウム結晶)の収率は85%であった。 Of the white powder (magnesium fluorosilicate crystal) obtained by executing Step S310, 250 g was filled in an alumina crucible, and the white powder was heat-treated in an N 2 gas atmosphere using an electric furnace. The heat treatment temperature is 600 ° C., and the heat treatment time is 3 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to room temperature (20 to 23 ° C.) in an N 2 gas atmosphere, and 48.2 g of white powder could be taken out from the alumina crucible. When the powder was analyzed by XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgF 2 (magnesium fluoride crystal). From this, the yield of MgF 2 (magnesium fluoride crystal) that could be produced from MgSiF 6 .6H 2 O (250 g) was 85%.
[フッ化マグネシウム微粒子のスラリー生成]
図4を参照して説明したステップS314を実行することで、フッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する。
[Slurry production of magnesium fluoride fine particles]
By executing step S314 described with reference to FIG. 4, a slurry of magnesium fluoride fine particles is generated.
ステップS312を実行することで得られた白色粉末(MgF2:35g)をイソプロパノール(465g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2分散溶液(7%:500g)を得た。MgF2分散溶液をビーズミル(シンマルエンター社製)で分散処理し、分散液を得た。ジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製)を用いて分散処理を行いながら、分散液中のMgF2(フッ化マグネシウム微粒子)の粒度分布を粒度分布測定機(日機装社製:Microtrac UPA−UZ152)を用いて測定した。MgF2の平均粒子径(体積換算、d50)が30nm以下になるまで分散処理した結果、MgF2の微粒子分散溶液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:7%)を372g得た。 The white powder (MgF 2 : 35 g) obtained by executing Step S 312 is added to isopropanol (465 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and the MgF 2 dispersion (7%: 500 g) is added. Obtained. The MgF 2 dispersion was dispersed with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.) to obtain a dispersion. While performing dispersion treatment using zirconia beads (Nikkato Co., Ltd.), the particle size distribution of MgF 2 (magnesium fluoride fine particles) in the dispersion was measured using a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA-UZ152). It was measured. As a result of dispersion treatment until the average particle diameter (volume conversion, d50) of MgF 2 became 30 nm or less, 372 g of a fine particle dispersion solution (magnesium fluoride fine particle slurry: 7%) of MgF 2 was obtained.
[フッ化マグネシウム粒子100の製造]
図4を参照して説明したステップS316を実行することで、フッ化マグネシウム粒子100を製造する。
[Manufacture of magnesium fluoride particles 100]
ステップS314を実行することで得られたフッ化マグネシウム微粒子分散液(フッ化マグネシウム微粒子のスラリー:約372g)を50℃以上110℃以下で蒸発乾固した後、200℃以上400℃以下に維持し熱処理し、フッ化マグネシウム粒子100(約25g)を得た。 The magnesium fluoride fine particle dispersion (magnesium fluoride fine particle slurry: about 372 g) obtained by executing step S314 is evaporated to dryness at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, and then maintained at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. Heat treatment was performed to obtain magnesium fluoride particles 100 (about 25 g).
[フッ化マグネシウム粒子分散液200の製造]
図6を参照して説明したステップS502を実行することで、フッ化マグネシウム粒子分散液200を製造する。
[Production of Magnesium Fluoride Particle Dispersion 200]
By executing step S502 described with reference to FIG. 6, the magnesium
ステップS316を実行することで得られたフッ化マグネシウム粒子100(粉末20g)をイソプロパノール(380g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、フッ化マグネシウム粒子分散液200(5%:400g)を得た。波長550nmの光に対するフッ化マグネシウム粒子100の屈折率を測定したところ、屈折率は1.34であった。波長550nmの光に対する単結晶MgF2の屈折率が1.38であることから、フッ化マグネシウム粒子100は細孔130を有することが確認できた。
Magnesium fluoride particles 100 (powder 20 g) obtained by executing Step S316 are added to isopropanol (380 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and sufficiently stirred, and magnesium fluoride particle dispersion 200 (5% : 400 g). When the refractive index of the
[比較例1]
[MgF2の製造]
超純水(780g)を計量して反応容器(PFA製)に入れマグネチックスタラーを用いて攪拌子にて攪拌しながら、HF水溶液(50%:200g)を添加し、反応液を得た。ウォータバスによって反応液の液温を50℃の恒温に保ち攪拌しながらMgCO3(200g:神島社製)を約30分かけて少量ずつ連続的に添加し、反応液を得た。その後、反応液の温度を80℃に保ちながら、反応液を1時間熟成させた。反応は速やかに進行するため途中でゲル状となり攪拌がとまる場合がある。
[Comparative Example 1]
[Production of MgF 2 ]
Ultrapure water (780 g) was weighed and placed in a reaction vessel (manufactured by PFA), and an aqueous HF solution (50%: 200 g) was added while stirring with a stirrer using a magnetic stirrer to obtain a reaction solution. While maintaining the temperature of the reaction solution at a constant temperature of 50 ° C. with a water bath, MgCO 3 (200 g: manufactured by Kamijima Co., Ltd.) was continuously added in small portions over about 30 minutes to obtain a reaction solution. Thereafter, the reaction solution was aged for 1 hour while keeping the temperature of the reaction solution at 80 ° C. Since the reaction proceeds promptly, it may become a gel in the middle and stirring may be stopped.
反応容器をウォータバスから取り出して、約2時間静置して反応液が室温(20〜23℃)になったところでイソプロパノール(1000g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)を添加し十分に攪拌した。反応液を反応容器(PFA製)に入れ、反応容器(PFA製)に高純度N2ガス(流量5L/min)をフローしながら、乾燥機を用いて乾燥した(乾燥温度110℃、乾燥時間96hr)。乾燥後、白色粉末を約137g得た。
Remove the reaction vessel from the water bath and leave it for about 2 hours. When the reaction solution reaches room temperature (20-23 ° C.), add isopropanol (1000 g: reagent grade product manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Stir. The reaction solution was put into a reaction vessel (manufactured by PFA) and dried using a drier while flowing high purity N 2 gas (flow rate 5 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying
得られた白色粉末(約137g)をアルミナ坩堝に充填し、電気炉を用いてN2ガス雰囲気下で白色粉末を熱処理した。熱処理温度は600℃、熱処理時間は3時間である。熱処理後、N2ガス雰囲気下で室温(20〜23℃)まで降温した後、アルミナ坩堝から134.8gの白色粉末を取り出すことができた。白色粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgF2であることが確認できた。MgCO3(200g)から製造できたMgF2の収率は、約91%であった。 The obtained white powder (about 137 g) was filled in an alumina crucible, and the white powder was heat-treated in an N 2 gas atmosphere using an electric furnace. The heat treatment temperature is 600 ° C., and the heat treatment time is 3 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to room temperature (20 to 23 ° C.) in an N 2 gas atmosphere, and 134.8 g of white powder could be taken out from the alumina crucible. When the white powder was analyzed with XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgF 2 . The yield of MgF 2 produced from MgCO 3 (200 g) was about 91%.
[MgF2微粒子分散液の製造]
得られた白色粉末(MgF2:42g)をイソプロパノール(558g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2分散溶液(7%:600g)を得た。MgF2分散溶液をビーズミル(シンマルエンター社製)で分散処理し、分散液を得た。ジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製)を用いて分散処理を行いながら、分散液中のMgF2の粒度分布を粒度分布測定機(日機装社製:Microtrac UPA−UZ152)を用いて測定した。MgF2の平均粒子径(体積換算、d50)が30nm以下になるまで分散処理した結果、MgF2の微粒子分散溶液(7%)を478g得た。
[Production of MgF 2 fine particle dispersion]
The obtained white powder (MgF 2 : 42 g) was added to isopropanol (558 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and stirred sufficiently to obtain a MgF 2 dispersion (7%: 600 g). The MgF 2 dispersion was dispersed with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.) to obtain a dispersion. While performing dispersion treatment using zirconia beads (Nikkato), the particle size distribution of MgF 2 in the dispersion was measured using a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA-UZ152). As a result of dispersion treatment until the average particle diameter (volume conversion, d50) of MgF 2 became 30 nm or less, 478 g of a fine particle dispersion solution (7%) of MgF 2 was obtained.
[MgF2微粒子の粉末の製造]
得られたMgF2の微粒子分散液(約478g)を50℃以上110℃以下で蒸発乾固した後、200℃以上400℃以下に維持し熱処理し、MgF2の微粒子(約26g)を得た。
[Production of fine powder of MgF 2 ]
The obtained MgF 2 fine particle dispersion (about 478 g) was evaporated to dryness at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower and then heat-treated at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower to obtain MgF 2 fine particles (about 26 g). .
[MgF2微粒子分散液の製造]
得られたMgF2の微粒子(約26g)をイソプロパノール(400g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2粒子分散液200(7%:430g)を得た。波長550nmの光に対するMgF2の微粒子の屈折率を測定したところ、単結晶MgF2の屈折率と同一で屈折率は1.38であった。
[Production of MgF 2 fine particle dispersion]
The obtained MgF 2 fine particles (about 26 g) were added to isopropanol (400 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and stirred sufficiently to obtain MgF 2 particle dispersion 200 (7%: 430 g). When the refractive index of the MgF 2 fine particles with respect to light having a wavelength of 550 nm was measured, it was the same as that of the single crystal MgF 2 and the refractive index was 1.38.
[比較例2]
[MgF2の製造]
超純水(755g)を計量して反応容器(PFA製)に入れマグネチックスタラーを用いて攪拌子にて攪拌しながら、HF水溶液(50%:90g)を添加し、反応液を得た。ウォータバスによって反応液の液温を50℃の恒温に保ち攪拌しながらMgCl2・6H2O(200g:関東科学社製)を約30分かけて少量ずつ連続的に添加し、反応液を得た。その後、反応液の温度を80℃に保ちながら、反応液を1時間熟成させた。反応は速やかに進行するため途中でゲル状となり攪拌がとまる場合がある。
[Comparative Example 2]
[Production of MgF 2 ]
Ultrapure water (755 g) was weighed and placed in a reaction vessel (manufactured by PFA), and an aqueous HF solution (50%: 90 g) was added while stirring with a stirrer using a magnetic stirrer to obtain a reaction solution. While keeping the temperature of the reaction solution at a constant temperature of 50 ° C. with a water bath, MgCl 2 .6H 2 O (200 g: manufactured by Kanto Kagaku) is continuously added in small portions over about 30 minutes to obtain a reaction solution. It was. Thereafter, the reaction solution was aged for 1 hour while keeping the temperature of the reaction solution at 80 ° C. Since the reaction proceeds promptly, it may become a gel in the middle and stirring may be stopped.
反応容器をウォータバスから取り出して、約2時間静置して反応液が室温(20〜23℃)になったところでイソプロパノール(1000g:和光純薬工業株式会社製 試薬特級品)を添加し十分に攪拌した。反応液を反応容器(PFA製)に入れ、反応容器(PFA製)に高純度N2ガス(流量2L/min)をフローしながら、乾燥機を用いて乾燥した(乾燥温度110℃、乾燥時間96hr)。乾燥後、白色粉末を約58g得た。
Remove the reaction vessel from the water bath and leave it for about 2 hours. When the reaction solution reaches room temperature (20-23 ° C.), add isopropanol (1000 g: reagent grade product manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Stir. The reaction solution was placed in a reaction vessel (manufactured by PFA) and dried using a dryer while flowing high purity N 2 gas (flow rate 2 L / min) into the reaction vessel (manufactured by PFA) (drying
得られた白色粉末(約58g)をアルミナ坩堝に充填し、電気炉を用いてN2ガス雰囲気下で白色粉末を熱処理した。熱処理温度は600℃、熱処理時間は3時間である。熱処理後、N2ガス雰囲気下で室温(20〜23℃)まで降温した後、アルミナ坩堝から55.1gの白色粉末を取り出すことができた。白色粉末をXRD(リガク社製RINT−Ultima III)で分析したところ、粉末はMgF2であることが確認できた。MgCl2・6H2O(200g)から製造できたMgF2の収率は、約90%であった。 The obtained white powder (about 58 g) was filled in an alumina crucible, and the white powder was heat-treated in an N 2 gas atmosphere using an electric furnace. The heat treatment temperature is 600 ° C., and the heat treatment time is 3 hours. After the heat treatment, the temperature was lowered to room temperature (20 to 23 ° C.) in an N 2 gas atmosphere, and then 55.1 g of white powder could be taken out from the alumina crucible. When the white powder was analyzed with XRD (RINT-Ultima III, manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that the powder was MgF 2 . The yield of MgF 2 produced from MgCl 2 .6H 2 O (200 g) was about 90%.
[MgF2微粒子分散液の製造]
得られた白色粉末(MgF2:35g)をイソプロパノール(465g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2分散溶液(7%:500g)を得た。MgF2分散溶液をビーズミル(シンマルエンター社製)で分散処理し、分散液を得た。ジルコニア製ビーズ(ニッカトー社製)を用いて分散処理を行いながら、分散液中のMgF2の粒度分布を粒度分布測定機(日機装社製:Microtrac UPA−UZ152)を用いて測定した。MgF2の平均粒子径(体積換算、d50)が30nm以下になるまで分散処理した結果、MgF2の微粒子分散溶液(7%)を370g得た。
[Production of MgF 2 fine particle dispersion]
The obtained white powder (MgF 2 : 35 g) was added to isopropanol (465 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and stirred sufficiently to obtain a MgF 2 dispersion (7%: 500 g). The MgF 2 dispersion was dispersed with a bead mill (manufactured by Shinmaru Enter Co., Ltd.) to obtain a dispersion. While performing dispersion treatment using zirconia beads (Nikkato), the particle size distribution of MgF 2 in the dispersion was measured using a particle size distribution analyzer (Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA-UZ152). As a result of dispersion treatment until the average particle diameter of MgF 2 (volume conversion, d50) was 30 nm or less, 370 g of a fine particle dispersion solution (7%) of MgF 2 was obtained.
[MgF2微粒子の粉末の製造]
得られたMgF2の微粒子分散液(約370g)を50℃以上110℃以下で蒸発乾固した後、200℃以上400℃以下に維持し熱処理し、MgF2の微粒子(約22g)を得た。
[Production of fine powder of MgF 2 ]
The obtained MgF 2 fine particle dispersion (about 370 g) was evaporated to dryness at 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower and then heat-treated at 200 ° C. or higher and 400 ° C. or lower to obtain MgF 2 fine particles (about 22 g). .
[MgF2微粒子分散液の製造]
得られたMgF2の微粒子(20g)をイソプロパノール(315g:八洲薬品製試薬グレード品)に添加し十分に攪拌し、MgF2粒子分散液200(6%:335g)を得た。波長550nmの光に対するMgF2の微粒子の屈折率を測定したところ、単結晶MgF2の屈折率と同一で屈折率は1.38であった。
[Production of MgF 2 fine particle dispersion]
The obtained MgF 2 fine particles (20 g) were added to isopropanol (315 g: reagent grade product manufactured by Yasu Pharmaceutical Co., Ltd.) and stirred sufficiently to obtain MgF 2 particle dispersion 200 (6%: 335 g). When the refractive index of the MgF 2 fine particles with respect to light having a wavelength of 550 nm was measured, it was the same as that of the single crystal MgF 2 and the refractive index was 1.38.
以上、実施例1〜実施例4を実行することによって、フッ化マグネシウム粒子100およびフッ化マグネシウム粒子分散液200を製造した。さらに、比較例1および比較例2を実行することによって、MgF2微粒子及びMgF2微粒子分散液を製造した。
As described above, the
[実施例:低屈折率層付基材の製造]
以下に、実施例1〜実施例4を実行することによって製造したフッ化マグネシウム粒子100を含む低屈折率層付基材400、さらに、比較例1および比較例2を実行することによって製造したMgF2微粒子を含む低屈折率層付基材の製造についての実施例を説明する。
[Example: Production of substrate with low refractive index layer]
Below, the
始めにハードコート層が積層されたPET基板(PETフィルム)を作製する。光学用易接着ポリエステルフィルム(東レ製 ルミラー(登録商標)U34:厚み100μm)の片側の易接着面に、五酸化アンチモン微粒子(27質量%)とウレタンアクリレートとを含む塗料(東洋インキ製造株式会社TYS63:塗膜の屈折率1.63、固形分濃度40質量%)をバーコーターで塗工した。90℃で乾燥後、紫外線(400mJ/cm2)を照射して塗料を硬化させ、ハードコート層を形成した。 First, a PET substrate (PET film) on which a hard coat layer is laminated is produced. A paint (Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. TYS63) containing antimony pentoxide fine particles (27% by mass) and urethane acrylate on one easy-adhesive surface of an optically-adhesive polyester film (Toray Lumirror (registered trademark) U34: 100 μm thick) : Refractive index 1.63 of coating film, solid content concentration 40% by mass) was applied with a bar coater. After drying at 90 ° C., ultraviolet rays (400 mJ / cm 2) were irradiated to cure the paint, thereby forming a hard coat layer.
次に、PET基板(PETフィルム)上のハードコート層に低屈折率層を積層することで低屈折率層付基材(反射防止膜)を製造する。低屈折率塗料(固形分100部)に対し、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン(ビッグケミー社製:BYK370)を3部添加し調整した塗料をハードコート層上にバーコーターで塗工した。ハードコート層上に塗工した塗料を130℃で乾燥後、紫外線400mJ/cm2を照射して硬化させて、ハードコート層に低屈折率層(厚さ約100nm)を積層した。 Next, a low refractive index layer-attached base material (antireflection film) is manufactured by laminating a low refractive index layer on a hard coat layer on a PET substrate (PET film). A paint prepared by adding 3 parts of polyester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane (Big Chemie: BYK370) to the low refractive index paint (solid content: 100 parts) was applied onto the hard coat layer with a bar coater. The paint applied on the hard coat layer was dried at 130 ° C. and then cured by irradiating with ultraviolet rays of 400 mJ / cm 2 , and a low refractive index layer (thickness: about 100 nm) was laminated on the hard coat layer.
低屈折率層付基材の製造についての実施例を実行することにより、PETフィルム上にハードコート層と低屈折率層とが積層された低屈折率層付基材(反射防止膜)を製造した。なお、フッ化マグネシウム粒子100を含む低屈折率層とMgF2微粒子を含む低屈折率層との屈折率、ヘイズ値、全光線透過率及び最低反射率の測定手法並びに低屈折率層の耐擦傷性の評価手法は以下のとおりである。
Production of a substrate with a low refractive index layer (antireflective film) in which a hard coat layer and a low refractive index layer are laminated on a PET film by executing an example of the production of a substrate with a low refractive index layer did. Note that the refractive index, haze value, total light transmittance and minimum reflectance of the low refractive index layer containing
[低屈折率層の屈折率測定]
低屈折率層形成用組成物にポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサンを添加して、塗料を調整した。調整した塗料をシリコンウエハのミラー研磨面上にスピンコーターによって塗工し、130℃で乾燥し硬化させた。23℃の温度下で分光エリプソメーター(HORIBA JOBIN YVON社製 UVISEL M200−FUV−AGMS)を用いて硬化した低屈折率層の屈折率を測定した。
[Measurement of refractive index of low refractive index layer]
A paint was prepared by adding polyester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane to the composition for forming a low refractive index layer. The prepared paint was applied onto the mirror polished surface of the silicon wafer by a spin coater, dried at 130 ° C. and cured. The refractive index of the low refractive index layer cured using a spectroscopic ellipsometer (UVISE M200-FUV-AGMS manufactured by HORIBA JOBIN YVON) at a temperature of 23 ° C. was measured.
[ヘイズ測定、全光線透過率測定及び最低反射率測定]
低屈折率層のヘイズ値、低屈折率層の全光線透過率および低屈折率層の最低反射率をJIS K 7136に準拠して紫外可視近赤外分光光度計(V670;日本分光株式会社)を用いて測定した。
[Haze measurement, total light transmittance measurement and minimum reflectance measurement]
The haze value of the low-refractive index layer, the total light transmittance of the low-refractive index layer, and the minimum reflectance of the low-refractive index layer are determined according to JIS K 7136, an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer (V670; JASCO Corporation) It measured using.
ヘイズ値は、フィルムに可視光を照射したときの全透過光に対する拡散透過光の割合である。ヘイズ値が小さいほどフィルムの透明性に優れているということになる。ヘイズ値は1.5%以下、全光線透過率は90%以上であることが望ましい。最低反射率については、5度の入射角で、波長領域300nm〜800nmにおける絶対反射スペクトルを測定し、波長400nmおよび700nmでの反射率および400nm〜700nmの領域での最低反射率を測定した。なお、測定した反射スペクトルにうねりがある場合は、うねりの山(極大点)と谷(極小点)との中間地点を結ぶことによって形成した曲線に基づいて、波長400nmおよび700nmでの反射率および400nm〜700nmの領域での最低反射率を求めた。最低反射率が低いほど低屈折率層の反射防止機能が高く良好であり、最低反射率は1.0%以下が好ましい。 The haze value is a ratio of diffuse transmitted light to total transmitted light when the film is irradiated with visible light. The smaller the haze value, the better the transparency of the film. The haze value is desirably 1.5% or less, and the total light transmittance is desirably 90% or more. Regarding the minimum reflectance, an absolute reflection spectrum in a wavelength region of 300 nm to 800 nm was measured at an incident angle of 5 degrees, and a reflectance at wavelengths of 400 nm and 700 nm and a minimum reflectance in a region of 400 nm to 700 nm were measured. When the measured reflection spectrum has undulations, the reflectance at wavelengths of 400 nm and 700 nm is calculated based on a curve formed by connecting intermediate points between undulation peaks (maximum points) and valleys (minimum points). The minimum reflectance in the region of 400 nm to 700 nm was determined. The lower the minimum reflectance, the higher the antireflective function of the low refractive index layer and the better.
[耐擦傷性]
低屈折率層の耐擦傷性については、スチールウール(SW)硬度評価を行った。スチールウール(#0000)に荷重(250g)をかけて、ストローク幅10cm、速度30mm/secで低屈折率層の反射防止面を10往復摩擦した。表面を目視で観察し、傷の付き方を3段階(A級:傷が0〜10本、B級:傷が11本〜20本、C級:傷が20本以上)で評価した。
[Abrasion resistance]
Regarding the scratch resistance of the low refractive index layer, steel wool (SW) hardness evaluation was performed. A load (250 g) was applied to steel wool (# 0000), and the antireflective surface of the low refractive index layer was subjected to 10 reciprocating frictions at a stroke width of 10 cm and a speed of 30 mm / sec. The surface was visually observed, and how the scratches were made was evaluated in three stages (Class A: 0 to 10 scratches, Class B: 11 to 20 scratches, Class C: 20 or more scratches).
図10は、実施例および比較例を実行することによって製造したフッ化マグネシウム粒子、低屈折率層、低屈折率層付基材の測定結果を示す表である。 FIG. 10 is a table showing measurement results of magnesium fluoride particles, a low refractive index layer, and a substrate with a low refractive index layer produced by executing the examples and comparative examples.
フッ化マグネシウム粒子の屈折率について、従来技術の比較例1〜比較例2では1.38であったが、本発明における実施例1〜実施例4では1.34〜1.35であった。本発明に係る実施例のフッ化マグネシウム粒子は従来技術のフッ化マグネシウム粒子よりも低屈折であった。 The refractive index of the magnesium fluoride particles was 1.38 in Comparative Examples 1 to 2 of the prior art, but was 1.34 to 1.35 in Examples 1 to 4 of the present invention. The magnesium fluoride particles of the examples according to the present invention had lower refraction than the prior art magnesium fluoride particles.
フッ化マグネシウム粒子の比表面積について、従来技術の比較例1〜比較例2では119m2/g〜134m2/gであったが、本発明における実施例1〜実施例4では174m2/g〜193m2/gであった。本発明に係る実施例のフッ化マグネシウム粒子は従来技術のフッ化マグネシウム粒子よりも比表面積は大きかった。 The specific surface area of the magnesium fluoride particles, was the comparative example 1 to Comparative Example 2, 119m 2 / g~134m 2 / g in the prior art, Examples 1 to 4, 174m 2 / g to the present invention It was 193 m 2 / g. The specific surface area of the magnesium fluoride particles of the examples according to the present invention was larger than that of the prior art magnesium fluoride particles.
低屈折率層の屈折率について、従来技術の比較例1〜比較例2では1.39〜1.40であったが、本発明における実施例1〜実施例4では1.35〜1.36であった。本発明に係る実施例の低屈折率層は従来技術の低屈折率層よりも低屈折であった。 The refractive index of the low refractive index layer was 1.39 to 1.40 in Comparative Examples 1 to 2 of the prior art, but 1.35 to 1.36 in Examples 1 to 4 of the present invention. Met. The low refractive index layer of the example according to the present invention was lower in refraction than the low refractive index layer of the prior art.
低屈折率層の全光線透過率について、従来技術の比較例1〜比較例2では93.23%〜94.56%であったが、本発明における実施例1〜実施例4では95.49%〜96.01%であった。本発明に係る実施例の低屈折率層の全光線透過率は従来技術の低屈折率層の全光線透過率よりも高かった。 The total light transmittance of the low refractive index layer was 93.23% to 94.56% in Comparative Examples 1 to 2 of the prior art, but 95.49 in Examples 1 to 4 of the present invention. % To 96.01%. The total light transmittance of the low refractive index layer of the example according to the present invention was higher than the total light transmittance of the low refractive index layer of the prior art.
低屈折率層のヘイズ値について、従来技術の比較例1〜比較例2では1.62%〜1.65%であったが、本発明における実施例1〜実施例4では1.45%〜1.50%であった。本発明に係る実施例の低屈折率層のヘイズ値は従来技術の低屈折率層のヘイズ値よりも小さかった。 The haze value of the low refractive index layer was 1.62% to 1.65% in Comparative Examples 1 to 2 of the prior art, but 1.45% to Example 1 to Example 4 in the present invention. 1.50%. The haze value of the low refractive index layer of the example according to the present invention was smaller than the haze value of the low refractive index layer of the prior art.
低屈折率層の最低反射率について、従来技術の比較例1〜比較例2では0.62%〜0.78%であったが、本発明における実施例1〜実施例4では0.26%〜0.40%であった。本発明に係る実施例の低屈折率層の最低反射率は従来技術の低屈折率層の最低反射率よりも小さかった。 The minimum reflectance of the low refractive index layer was 0.62% to 0.78% in Comparative Examples 1 to 2 of the prior art, but 0.26% in Examples 1 to 4 of the present invention. It was ˜0.40%. The minimum reflectance of the low refractive index layer of the example according to the present invention was smaller than the minimum reflectance of the low refractive index layer of the prior art.
低屈折率層の耐擦傷性の評価について、従来技術の比較例1〜比較例2ではA級であったが、本発明における実施例1〜実施例4でもA級であった。本発明に係る実施例の低屈折率層の耐擦傷性の評価は従来技術の低屈折率層の耐擦傷性の評価と同等であった。 Regarding the evaluation of the scratch resistance of the low refractive index layer, it was class A in Comparative Examples 1 to 2 of the prior art, but it was also Class A in Examples 1 to 4 of the present invention. The evaluation of the scratch resistance of the low refractive index layer of the example according to the present invention was equivalent to the evaluation of the scratch resistance of the low refractive index layer of the prior art.
本発明によれば、例えば、ディスプレイ表面の外光反射を防止することが可能になり、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイパネル(PDP)等のフラットパネルディスプレイに利用可能である。 According to the present invention, for example, reflection of external light on the display surface can be prevented, and the present invention can be used for a flat panel display such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display panel (PDP).
A 容器
100 フッ化マグネシウム粒子
110 微粒子
120 凹凸
130 細孔
130a 粒内開細孔
130b 粒内閉細孔
130c 粒界空隙状開細孔
130d 粒界空隙状閉細孔
200 フッ化マグネシウム粒子分散液
210 分散媒
300 低屈折率層形成用組成物
310 バインダー
400 低屈折率層付基材
410 低屈折率層
420 ハードコート層
430 樹脂基板
A
Claims (18)
前記フッ化マグネシウム微粒子の平均粒子径が1nm〜100nmであり、
前記フッ化マグネシウム微粒子のBET法による比表面積が150m 2 /g以上300m 2 /g以下の範囲にあり、
前記フッ化マグネシウム微粒子の屈折率が1.20以上1.40以下の範囲にあり、
前記細孔は、前記被担持体として、
空気、
不活性ガスを含む気体、
有機溶液を含む液体、
前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子の生成過程で用いられた液体、溶媒又は気体、および、
前記少なくとも1つのフッ化マグネシウム微粒子よりも低屈折率の物質、
からなる群から選択された少なくとも1つを担持する、フッ化マグネシウム粒子。 A magnesium fluoride particles containing at least one magnesium fluoride microparticles, each of said at least one magnesium fluoride microparticles, have a pore carrying the object carrier,
The magnesium fluoride fine particles have an average particle size of 1 nm to 100 nm,
The specific surface area by the BET method of the magnesium fluoride fine particles is in the range of 150 m 2 / g to 300 m 2 / g,
The refractive index of the magnesium fluoride fine particles is in the range of 1.20 or more and 1.40 or less,
The fine pores as the support,
air,
A gas containing an inert gas,
A liquid containing an organic solution,
A liquid, solvent or gas used in the process of producing the at least one magnesium fluoride particulate, and
A material having a refractive index lower than that of the at least one magnesium fluoride fine particle;
Magnesium fluoride particles carrying at least one selected from the group consisting of:
前記複数の微粒子のうち互いに隣接する微粒子の間には、前記被担持体を担持する隙間である粒界空隙状細孔が存在する、請求項1に記載のフッ化マグネシウム粒子。 The at least one magnesium fluoride fine particle is a plurality of fine particles,
2. The magnesium fluoride particles according to claim 1, wherein among the plurality of fine particles, there are intergranular void-like pores, which are gaps for supporting the support, between adjacent fine particles.
前記フッ化マグネシウム粒子を分散する分散媒と
を含む、フッ化マグネシウム粒子分散液。 Magnesium fluoride particles according to one of claims 1 to 5,
A magnesium fluoride particle dispersion comprising: a dispersion medium for dispersing the magnesium fluoride particles.
前記フッ化マグネシウム粒子を分散する層形成材と
を含む、低屈折率層形成用組成物。 Magnesium fluoride particles according to one of claims 1 to 5,
A composition for forming a low refractive index layer, comprising: a layer forming material in which the magnesium fluoride particles are dispersed.
前記樹脂基板の上に形成されたハードコート層と、
前記ハードコート層の上に形成された低屈折率層と
を含む、低屈折率層付基材であって、
前記低屈折率層は、請求項8に記載の低屈折率層形成用組成物から構成されている、低屈折率層付基材。 A resin substrate;
A hard coat layer formed on the resin substrate;
A substrate with a low refractive index layer, comprising a low refractive index layer formed on the hard coat layer,
The said low refractive index layer is a base material with a low refractive index layer comprised from the composition for low refractive index layer formation of Claim 8 .
ケイフッ化マグネシウム結晶を用意する用意工程と、
前記ケイフッ化マグネシウム結晶を熱処理することによって前記ケイフッ化マグネシウム結晶からガスを排出し、被担持体を担持する細孔を有するフッ化マグネシウム結晶を生成する結晶生成工程と、
前記フッ化マグネシウム結晶から前記細孔を有するフッ化マグネシウム微粒子を生成する微粒子生成工程と
を包含する、フッ化マグネシウム粒子の製造方法。 A method for producing magnesium fluoride particles, comprising producing magnesium fluoride particles containing at least one magnesium fluoride fine particle,
A preparation process for preparing magnesium fluorosilicate crystals;
A crystal production step of discharging a gas from the magnesium silicofluoride crystal by heat-treating the magnesium silicofluoride crystal, and producing a magnesium fluoride crystal having pores for supporting a support;
A fine particle production step of producing magnesium fluoride fine particles having the pores from the magnesium fluoride crystal.
前記結晶生成工程は、
前記複数の微粒子のうち互いに隣接する微粒子の間に粒界空隙状細孔が形成されるように、前記互いに隣接する微粒子を凝集する凝集工程を包含し、
前記粒界空隙状細孔は、前記被担持体を担持する隙間である、請求項10に記載のフッ化マグネシウム粒子の製造方法。 The at least one magnesium fluoride fine particle is a plurality of fine particles,
The crystal generation step includes
Including an aggregating step of aggregating the adjacent fine particles so that intergranular void-shaped pores are formed between the adjacent fine particles among the plurality of fine particles,
11. The method for producing magnesium fluoride particles according to claim 10 , wherein the grain boundary void-like pores are gaps that carry the support.
前記フッ化マグネシウム微粒子の表面に開口した状態で存在する微粒子内開細孔を形成する工程と、
前記フッ化マグネシウム微粒子の内部に前記フッ化マグネシウム微粒子の表面からは閉塞した状態で存在する微粒子内閉細孔を形成する工程と
のうちの少なくとも一方を包含する、請求項10または請求項11に記載のフッ化マグネシウム粒子の製造方法。 The crystal generation step includes
A step of forming fine pores in the fine particles existing in the state of being opened on the surface of the magnesium fluoride fine particles;
Comprising at least one of the steps above the inside surface of the magnesium fluoride fine particles of magnesium fluoride fine particles forming the fine particles in閉細pores present in a state of closing, in claim 10 or claim 11 The manufacturing method of the magnesium fluoride particle of description.
開口した状態で存在する粒界空隙状開細孔を形成する工程と、
閉塞した状態で存在する粒界空隙状閉細孔を形成する工程と
のうちの少なくとも一方を包含する、請求項11に記載のフッ化マグネシウム粒子の製造方法。 The aggregation step includes
Forming a grain boundary void-like open pore that exists in an open state; and
The method for producing magnesium fluoride particles according to claim 11 , comprising at least one of a step of forming closed pores having grain boundary voids existing in a closed state.
マグネシウム塩とケイフッ化物イオンを含有する溶液との混合液からケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーを生成する工程と、
前記ケイフッ化マグネシウム粒子凝集体スラリーからケイフッ化マグネシウム粒子のペーストを生成する工程と、
前記ケイフッ化マグネシウム粒子のペーストからケイフッ化マグネシウム粒子を生成する工程と、
前記ケイフッ化マグネシウム粒子を粉砕し、ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーを生成する工程と、
前記ケイフッ化マグネシウム微粒子のスラリーから前記ケイフッ化マグネシウム結晶を生成する工程と
を包含する、請求項10〜請求項13のうちの1項に記載のフッ化マグネシウム粒子の製造方法。 The preparation step includes
Producing a magnesium silicofluoride particle aggregate slurry from a mixture of a magnesium salt and a solution containing silicofluoride ions;
Producing a magnesium silicofluoride particle paste from the magnesium silicofluoride particle aggregate slurry;
Producing magnesium silicofluoride particles from the paste of magnesium silicofluoride particles;
Crushing the magnesium silicofluoride particles to produce a slurry of magnesium silicofluoride particles;
Method for producing a magnesium fluoride particles according to one of the said from a slurry of magnesium fluorosilicate particles comprising a step of generating a crystalline magnesium fluorosilicate, claims 10 to claim 13.
前記フッ化マグネシウム粒子を分散媒に分散する分散工程と
を包含する、フッ化マグネシウム粒子分散液の製造方法。 Preparing the magnesium fluoride particles according to one of claims 1 to 5 ,
And a dispersion step of dispersing the magnesium fluoride particles in a dispersion medium.
前記フッ化マグネシウム粒子を層形成材に分散する分散工程と
を包含する、低屈折率層形成用組成物の製造方法。 Preparing the magnesium fluoride particles according to one of claims 1 to 5 ,
And a dispersion step of dispersing the magnesium fluoride particles in a layer forming material.
前記樹脂基板の上にハードコート層を形成する工程と、
前記ハードコート層の上に低屈折率層を形成する工程と
を包含する、低屈折率層付基材の製造方法であって、
前記低屈折率層は、請求項8に記載の低屈折率層形成用組成物から構成されている、低屈折率層付基材の製造方法。 A step of preparing a resin substrate;
Forming a hard coat layer on the resin substrate;
Forming a low refractive index layer on the hard coat layer, and a method for producing a substrate with a low refractive index layer,
The said low-refractive-index layer is a manufacturing method of the base material with a low-refractive-index layer comprised from the composition for low-refractive-index layer formation of Claim 8 .
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